POTENSIOMETRI

MAKALAH BIOLOGI MOLEKULERProtein

HG 1:Evania Hutasoit (1206248483)Maylina Chandra Puspita (1206212451)Nindya Bestari (1206255122)Sabrina Zahra Fitriani (1206249391)Vifki Leondo (1206238665)

TEKNOLOGI BIOPROSESDEPARTEMEN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIADEPOK2014DAFTAR ISI

DAFTAR ISI1STRUKTUR2FUNGSI 10SINTESIS 16DETEKSI24APLIKASI32KESIMPULAN..38DAFTAR PUSTAKA39

SRUKTUR PROTEIN

ABSTRAKProtein merupakan polimer yang tersusun atas beberapa jenis asam amino yang membentuk suatu rantai tertentu. Asam amino diklasifikan menjadi beberapa jenis, yakni berdasarkan sifat gugus R-nya, sifat isomerisasinya, serta berdasarkan kebutuhan tubuh. Dari asam amino yang berbeda, tersusun protein dengan struktur yang berbeda, yakni struktur primer, sekunder, tersier dan kuartener. Dari struktur yang berbeda, terjadi modifikasi protein berupa denaturasi, renaturasi dan pelipatan protein. Protein di-klasifikasikan menjadi 2 jenis, yakni protein sederhana dan protein terkonjugasi.

Protein

Protein merupakan salah satu nutrisi yang dibutuhkan oleh makhluk hidup. Protein memiliki ukuran yang cukup besar apabila dibandingkan dengan zat lainnya, memiliki struktur molekul yang kompleks, dan tersusun dari ratusan unit terkecil, yakni -asam amino dengan bentuk

Gambar 1. asam amino zat penyusun protein(Sumber: Encyclopaedia Britannica)

Asam amino terdapat 20 jenis yang apabila dikombinasikan dapat membentuk protein.

1. Asam Amino

Asam amino biasanya berbentuk kiral dan memiliki susunan rantai yang simetris. Namun, dari 20 jenis asam amino yang ada, hanya 1 yang tidak memiliki kiral, yakni glisin. Hal ini dikarenakan gugus R dari glisin merupakan atom hidrogen. Sebagai zat penyusun protein, asam amino memiliki sifat fisika dan sifat kimia. Berikut ini merupakan sifat-sifat dari asam amino.

a.) Sifat Fisika

Asam AminoKodeInteraksi terhadap AirMuatanpKa, NH2pKa, COOHpK(R)Kelarutan

ArgininRHidrofilikPositif9.092.1813.271.8

AsparaginNHidrofilikNetral8.82.022.4

AspartatDHidrofilikNegatif9.61.883.650.42

GlutamatEHidrofilikNegatif9.672.194.250.72

GlutaminQHidrofilikNetral9.132.172.6

LisinKHidrofilikPositif10.288.92.2

SerinSHidrofilikNetral9.152.2136.2

TreoninTHidrofilikNetral9.122.15

SistinCModeratNetral10.781.718.33

HistidinHModeratPositif8.971.7864.19

MetioninMModeratNetral9.212.285.14

AlaninAHidrofobikNetral9.872.3515.8

ValinVHidrofobikNetral9.722.295.6

GlisinGHidrofobikNetral9.62.3422.5

IsoleusinIHidrofobikNetral9.762.323.36

LeusinLHidrofobikNetral9.62.362.37

FenilalaninFHidrofobikNetral9.242.582.7

ProlinPHidrofobikNetral10.61.991.54

TriptofanWHidrofobikNetral9.392.381.06

TirosinYHidrofobikNetral9.112.210.10.038

Tabel 1. Sifat Fisika Asam Amino(Sumber: http://www.piercenet.com/method/amino-acid-physical-properties)

Asam amino seringkali dituliskan dalam singkatan 3 huruf pertama dari namanya ataupun dalam bentuk simbol berupa huruf, hal ini untuk mempermudah penulisan suatu protein tertentu yang tersusun oleh beberapa asam amino. Asam amino yang memiliki ikatan nitrogen biasanya bermuatan positif pada pH fisiologis (~7,4). Sedangkan asam amino di atas pKa merupakan asam amino yang netral atau tidak bermuatan. Asam amino di bawah pKa merupakan asam amino yang bermuatan negatif.Kelarutan asam amino dipengaruhi oleh kepolaran asam amino. Asam amino yang polar akan larut dalam air sedangkan asam amino non-polar tidak akan larut di dalam air ataupun pelarut lainnya. Asam amino dengan muatan, polar dn bersifat hidrofilik biasanya dapat ditemukan pada bagian permukaan suatu protein, sedangkan asam amino non-polar dan hidrofobik berada di lapisan dalam suatu protein dan tidak berinteraksi secara langsung dengan air.

b.) Sifat Kimia

Setiap jenis asam amino dapat diidentifikasi keberadaannya menggunakan indikator berupa zat kimia dan apabila bereaksi dapat menghasilkan warna tertentu. Contohnya adalah reagen Millon yang dapat bereaksi dengan beberapa jenis asam amino. Molekul asam amino dapat terionisasi karena asam amino memiliki sifat asam dan basa. Pada gugus asam dan basa yang berdekatan, keduanya dapat bertumbukan hingga atom H terlepas dan ditarik oleh atom N pada gugus NH2.Berdasarkan sifat kimianya, asam amino memiliki sifat optik apabila dilihat dari strukturnya yang kiral (kecuali pada glisin). Dari sifat kiral, strukturnya memungkinkan molekul untuk di-observasi berdasarkan kemampuan molekul untuk memutar bidang yang dapat terpolarisasi cahaya ke kanan (dextrorotary) ataupun ke kiri (levorotatory). Sehingga asam amino dipisahkan dengan awalan l-asam amino dan d-asam amino. D-asam amino biasanya tidak ditemukan pada susunan asam amino pada manusia, biasanya hanya dapat ditemukan pada bakteri ataupun antibiotik.

Pada klasifikasi asam amino, asam amino dibagi menjadi beberapa macam berdasarkan atas berikut ini:a. Berdasarkan Kebutuhan Tubuh1. EsensialAsam amino esensial merupakan asam amino yang tidak dapat diproduksi oleh tubuh tanpa adanya asupan yang mengandung asam amino esensial. Berikut ini merupakan asam amino yang termasuk dalam asam amino esensial Arginin Histidin Metionin Treonin Valin Isoleusin Lisin Fenilalanin Triptofan Leusin

2. Non-EsensialPada kondisi normal, tubuh dapat memproduksi asam amino non-esensial. Berikut ini merupakan jenis-jenis asam amino non-esensial: Alanin Asparagin Asam aspartat Sistein Glutamin Asam glutamat Glisin Prolin Serin Tirosin

3. Esensial secara KondisionalKetika sistem tubuh bekerja secara tidak seimbang atau mengalami suatu penyakit, beberapa asam amino berikut menjadi esensial, biasa ditemukan dalam suplemen makanan: Arginin Glisin Sistin Tirosin Prolin Glutamin

b. Sifat Gugus RBerdasarkan sifat gugus R, klasifikasi asam amino dibagi menjadi asam amino berdasarkan kepolaran, keasaman, serta muatan.

Berdasarkan kepolaran

1. Non-polarPada asam amino non-polar, gugus R-nya mengandung polar hidrofilik sehingga membentuk ikatan hidrogen dengan H2O. Gugus R yang dimaksud adalah: Gugus (-OH) : serin, treonin, tirosin Gugus (-SH): sistein Gugus amida: glutamin dan aspargin Gugus (-NH2): lisin, arginin dan histidin Gugus (-COOH): aspartat dan glutamat

Gambar 2. Asam amino dengan sifat non-polar(sumber: http://www.comed.uobaghdad.edu.iq)

2. PolarGugus R lainnya, yang merupakan gugus alkil hidrofobik tidak dapat berikatan membentuk ikatan hidrogen, sehingga 9 asam amino lainnya bersifat non-polar, berikut ini merupakan asam amino non-polar: Glisin Alanin Valin Leusin Isoleusin Fenilalanin Triptofan Prolin Metionin

Gambar 3. Asam amino dengan sifat polar(sumber: http://www.comed.uobaghdad.edu.iq)

Berdasarkan keasaman dan muatan

1. Asam - NegatifPada asam amino yang bermuatan negatif, berdasarkan sifatnya secara fisiologis, pH-nya lebih rendah dari 7. Contohnya adalah: Aspartat Glutamat

2. Basa positifSecara fisiologis, asam amino yang bersifat basa memiliki muatan positif, hal ini disebabkan oleh adanya kelebihan NH2 atau nitrogen yang bersifat basa dan dapat mengikat proton pada rantainya, menyebabkan muatannya menjadi positif. Contohnya adalah: Lisin Arginin Histidin

Berdasarkan sifat isomerisasiIsomerisasi asam amino berkaitan dengan stereokimianya, stereokimia asam amino dibedakan berdasarkan betuk cerminannya, yakni enantiomernya, dimana memiliki C-kiral. C-kiral merupakan rantai karbon yang memiliki 4 cabang berbeda. Dua enantiomer dibedakan menjadi D (dextrorotatory) dan L (levorotatory) berdasarkan aktivitas optiknya. Ketika cahaya bidang terpolarisasi ditembakkan menuju suatu larutan berisi d-asam amino, maka cahaya yang baru ditembakkan akan merotasi bidang yang terkena cahaya ke kanan, maka enantiomer ini termasuk kedalam dextrorotatory (istilah dextra berasal dari kata Latin yang berarti kanan), sedangkan apabila cahaya bidang terpolarisasi ditembakkan pada larutan berisi l-asam amino, maka cahaya yang ditembakkan akan merotasi bidang yang terkena cahaya ke kiri, hingga enantiomer ini termasuk ke dalam levorotatory (berasal dari istilah laevus yang berarti kiri). Apabila suatu asam amino memiliki enantiomer l & d maka bidang cahaya terpolarisasi tidak akan mampu merotasi karena keduanya telah seimbang. L-asam amino merupakan jenis asam amino yang dapat ditemui pada eukariotik, seluruh jenis l-asam amino biasanya mudah ditemukan pada kehidupan sehari-hari. D-asam amino merupakan jenis asam amino yang jarang ditemukan di kehidupan sehari-hari, karena d-asam amino biasanya hanya dimiliki oleh bakteri dan antibiotik. Namun pada suatu penelitian, d-asam amino juga dapat ditemukan pada tubuh manusia, berfungsi dalam membantu proses penuaan, sinyal saraf, serta distribusi hormon sekresi.

Pada dasarnya, dilihat secara struktur, protein terbagi menjadi 4, yakni protein primer, protein sekunder, protein tersier, dan protein kuartener.

Struktur Primer

Gambar 4. Struktur Primer Protein (sumber: w3.hwdsb.on.ca)

Struktur primer merupakan struktur yang sederhana, karena hanya tersusun oleh beberapa kode asam amino yang disebutkan dari kiri (N-terminal) ke kanan (C-terminal). Urutan asam amino ditentukan dengan metode Degradasi Edman atau Tandem Mass Spectrophotometry. Atau bisa juga dari hasil translasiin silicogen pengkode protein tersebut.Struktur SekunderSuatu rantai peptida dapat tersusun atas asam amino yang berulang, reguler dan lokal yang diakibatkan oleh adanya atom hidrogen pada tiap-tiap rantai peptida, daerah tersebut tersusun atas -helix dan -sheet.

Gambar 5. Struktur Sekunder Protein (Sumber: uic.edu)

Struktur helix Struktur -helix pada gambar menunjukkan bahwa ikatan peptida berputar searah jarum jam menjauhi pembaca. Struktur ini dapat terbentuk akibat adanya ikatan hidrogen yang terjadi pada gugus amida (NH) dengan atom O pada gugus karbonil (-CO).Struktur -sheetStruktur -sheet berbeda dengan struktur -helix, hal ini dikarenakan pada -sheet ikatan hidrogen hanya terjadi pada daerah linear rantai polipeptida, yakni antara atom O pada gugus karbonil (-CO) dari satu ikatan peptida dengan atom N pada ikatan peptida lainnya. Selain dengan rantai peptida lainnya, ikatan hidrogen juga dapat terjadi pada suatu rantai tunggal hingga membentuk suatu lipatan.Struktur SupersekunderStruktur supersekunder merupakan jenis protein yang terbentuk oleh adanya kombinasi antara struktur sekunder, atau gabungan dari -helix dan -sheet dengan lengkungan yang berbentuk acak. Struktur Tersier

Gambar 6. Struktur Tersier Protein Dihydrofolatreductase (Sumber: uic.edu)

Struktur tersier terbentuk karena adanya interaksi antar residu asam amino yang letaknya jauh pada urutan primernya sehingga melibatkan -helix dan -sheet. Interaksi kovalen dan non-kovalen dapat terjadi pada ikatan tersier. Pada interaksi kovalen melibatkan pembentukan ikatan disulfida, sedangkan pada interaksi non-kovalen terjadi interaksi hidrofobik. Adanya kombinasi, menyebabkan protein terbentuk dengan ikatan yang rapat, sehingga untuk membiarkannya stabil dibutuhkan gaya dispersi Van der Waals. Gaya dispersi Van der Waals terjadi akibat adanya rantai karbon yang cukup panjang menyebabkan adanya fluktuasi nilai dipol dari satu gugus samping dengan gugus samping lainnya membentuk ikatan dengan dipol yang berlawanan. Terjadi interaksi ionik pada gugus samping yang bermuatan positif (memiliki gugus NH2 berlebih) dengan gugus negatif (-COOH berlebih). Selain itu, pada struktur primer, ikatan hidrogen juga dapat terjadi pada gugus samping OH, -COOH, -CONH2, serta NH2. Pada Sistein, terjadi ikatan kovalen berupa ikatan sulfida dengab SH pada sistein lainnya. Ikatan kovalen merupakan ikatan yang paling kuat dibandingkan ikatan yang lainnya.Struktur KuartenerPada struktur kuartener terdapat struktur tersier yang setiap gabungan struktur tersier atau sub unit-nya tergabung oleh ikatan non-kovalen. Ikatan non-kovalen terdiri dari ikatan hidrogen, interaksi elektrostatik dan interaksi hidrofobik. Ikatan elektrostatik memiliki fungsi yang sama seperti ikatan non-kovalen yang lainnya, yakni menjaga stabilitas struktur. 75% residu bermuatan pada protein terletak pada permukaan protein. Interaksi elektrostatik yang kuat terjadi pada anggota dari pasangan ionik yang muatannya berlainan. Hal ini dikarenakan adanya pelepasan energi pada muatan antar ion, dimana interaksi ion biasanya gagal dalam memngimbangi entropi yang hilang pada gugus samping.

Gambar 7. Struktur Kuartener pada Protein Hemoglobin (Sumber: sciencecases.org)

Modifikasi Protein

Denaturasi dan Renaturasi

Denaturasi merupakan kondisi dimana suatu rantai terbuka menjadi bentuk rantai yang lebih sederhana. Denaturasi hanya terjadi pada rantai sekunder dan tersier. Rendahnya stabilitas protein menyebabkan protein akan mudah ter-denaturasi. Protein dapat ter-denaturasi dengan cara dan kondisi yang bervariasi, sebagai berikut:1. PemanasanProses pemanasan menyebabkan adanya kerusakan pada bagian sensitif pada protein, seperti pada rotasi optik, viskositas, serta kemampuannya dalam menyerap UV. Perubahan dapat terjadi akibat dari transisi yang mengindikasikan adanya pembukaan lipatan pada protein dan mengalami pelelehan. Rata-rata protein memiliki titik leleh pada 100C, kecuali protein pada bakteri termofilik. 2. Variasi pH Variasi pH dapat menimbulkan ionisasi pada rantai samping asam amino, sehingga terjadi perubahan distribusi muatan protein pada ikatan hidrogen yang seharusnya.3. DeterjenDeterjen dapat terasosiasi dengan residu non-polar pada protein, dan dapat mengganggu interaksi hidrofobik yang bertanggung jawab dalam menjadi struktur protein.4. Chaotropic agents guanidiniumion andurea,Pada konsesntrasi 5 hingga 10 M, biasanya agen ini digunakan untuk mendenaturasi protein. Chaotropic agents merupakan ion-ion kecil yang dapat meningkatkan kelarutan zat non-polar pada pelarut air.

Protein yang telah ter-denaturasi, beberapa dapat melakukan renaturasi, yakni kembali ke keadaan semulanya. Pada saat protein terlipat dalam kondisi asalnya, bagian hidrofilik berada di permukaan dan hidrofobik berada didalam protein, apabila terdenaturasi, posisi akan terbaili dimana residu hidrofobik akan berada dluar sedangkan residu hidrofilik berada di dalam, dan menyebabkan sulitnya protein tidak dapat larut di dalam air. Pada kondisi ini, protein akan berusaha kembali ke kondisi asalnya sehingga tidak jarang terjadi renaturasi pada saat protein telah terdenaturasi dengan cara menggumpalkan dirinya hingga reaktivitasnya kembali stabil.

Pelipatan Protein

Protein dapat terlipat apabila terjadi interaksi tingkat molekul. Interaksi molekul ini dapar terjadi akibat adanya stabilitas termodinamika, interaksi hidrofobik, dan ikatan disulfida.

Gambar 8. Pelipatan Protein (Sumber: sciencecases.org)

Klasifikasi Protein

Protein dibagi menjadi 2, yaitu protein sederhana dan protein yang terkonjugasi, berikut adalah contohnya: Protein Sederhana merupakan susunan dari beberapa asam amino, contohnya adalah albumin, globin, gliadin, skleroprotein dan globulin Protein Terkonjugasi merupakan protein hasil dari interaksi asam amino dengan molekul lain, contohnya adalah: lipoprotein, fosfoprotein, glikoprotein, nukleoprotein, metalloprotein, dan kromoprotein.

FUNGSI PROTEIN

AbstrakProtein memiliki peran dalam struktur dan fungsi sel makhluk hidup dan virus. Protein dalam bentuk enzim memilik peran sebagai biokatalis dalam berbagai proses biokimia. Protein sebagai alat transport, yaitu protein membawan molekul dari suatu tempat ke tempat lain. Protein juga berfungsi sebagai pelindung, seperti antibodi yang terbentuk jika tubuh kemasukan zat asing, serta sebagai sistem kendali dalam bentuk hormon. Protein pembangun misalnya glikoprotein terdapat dalam dinding sel, keratin yang terdapat pada kulit, kuku dan rambut. Sebagai komponen penyimpanan protein juga merupakan sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino.

Kata kunci : fungsi protein

I. Fungsi PenyimpananProtein cadangan ini biasa digunakan dalam perkembangan embrionik manusia, hewan maupun tumbuhan. Sebagai penyimpan ion logam dan asam amino yang belum terpakai. Protein mendukung semua pengembangan sel dengan menyimpan sumberdaya yang berhubungan dengan pertumbuhan dan pengembangan sel. Protein penyimpanan juga di digunakan sebagai pengkarantina sel dengan cara memiliki semua ion dan asam amino yang biasa membantu sel tetapi berbahaya untuk sel tertentu di lokasi tunggal. Protein penyimpan disebut juga dengan protein nutrient. Contoh protein nutrient ini adalah ovalbumin, kasein, ferritin, dan mioglobin. Albumin merupakan salah satu mayor protein yang amat penting untuk kehidupan manusia. Albumin dapat dijumpai dalam berbagai jenis tipe di alam, namun paling banyak dan paling sering ditemui pada putih telur dan darah manusia. Pada tubuh manusia, albumin dihasilkan oleh hati. Bagi tubuh manusia, albumin berperan mengangkut asam lemak dari jaringan adiposa ke jaringan otot. Albumin melawan infeksi, membangun dan memperbaiki jaringan otot. Albumin juga berkontribusi dalam regulasi osmosis, membantu transportasi hormon, obat-obatan dan zat-zat lain melalui darah. Ferritin adalah protein menyimpan zat besi pada tubuh manusia dan melepaskannya dalam jumlah yang terkontrol. Ferritin adalah protein berbentuk glubular dan mempunyai dua lapisan dengan diameter luarnya berukuran 12 nm dan diameter dalamnya berukuran 8 nm. Besi tersimpan di dalam protein ferritin tersebut tepatnya di tengah. Bila dilihat dari stuktur kristalnya, satu monomer ferritin mempunyai lima helix penyusun yaitu blue helix, orange helix, green helix, yellow helix dan red helix dimana ion Fe berada di tengah kelima helix tersebut. Ketika zat besi dibutuhkan oleh tubuh, ferritin berubah dari Fe(III) menjadi Fe(II) sehingga zat besi dapat lepas melalui struktur spheric ferritin. Jumlah ferritin dalam plasma menggambarkan jumlah besi yang tersimpan di dalam tubuh kita.Kasein adalah protein yang terdapat dalam susu yang berfungsi sebagai pengikat berbagai macam makanan. Kasein merupakan golongan fosfoprotein yang merupakan kumpulan ikatan hidrogen yang mengandung asam fosfat. Ketika berkoagulasi dengan renin, kasein disebut parakasein. Kasein merupakan garam, artinya kasein tidak memiliki muatan ion bersih. Kasein tidak tergumpalkan oleh panas. Hal ini dipicu oleh asam dan enzim rennet yang merupakan enzim proteolitik. Kasein terdiri dari jumlah yang cukup tinggi dari prolin peptida, namun tidak berinteraksi dimana tidak membentuk jembatan disulfida sehingga relatif tidak memiliki struktur tersier. Oleh karena itu, protein tidak dapat terdenaturasi. Kasein relatif hidrofobik sehingga kurang larut dalam air. Titik isoelektrik kasein adalah 4,6. Karena pH susu 6,6, kasein memiliki muatan negatif dalam susu. Protein yang dimurnikan tidak dapat larut dalam air. Sementara protein tidak larut dalam larutan garam netral, mudah didispersikan dalam larutan basa encer dan larutan garam seperti natrium oksalat dan natrium asetat. Dalam kondisi asam (pH rendah) kasein akan mengendap karena kasein memiliki kelarutan (solubility) yang rendah pada kondisi asam. Mioglobin berfungsi sebagai tempat penyimpanan dan transportasi oksigen. Setiap mioglobin mengandung polipeptida yang mengandung gugus prostetic, dan heme.

II. Protein sebagai katalis (enzim)Enzim merupakan senyawa organik berupa protein yang berfungsi sebagai katalis dalam metabolisme tubuh, sehingga disebut jugabiokatalisator. Enzim dipengaruhi oleh kondisi lingkungan, seperti suhu, pH, konsentrasi substrat. Enzim bekerja secara khusus/spesifikdimana setiap enzim memiliki sisi aktif yang sesuai hanya dengan satu jenis substrat. Bekerja bolak-balik- Meningkatkan kecepatan reaksi kimia tanpa merubah produk yang diharapkan tanpa ikut bereaksi dengan substratnya. Reaksi enzimatis dalam metabolisme hanya membutuhkan sedikit sekali enzim untuk setiap kali reaksi. Enzim dapat menguraikan substrat menjadi senyawa sederhana, dan sebaliknya enzim juga dapat menyusun senyawa-senyawa menjadi senyawa tertentu. Enzim terdiri dari beberapa golongan yaitu oksidoreduktase, ligase, isomerase, liase, hidrolase, dan transferase.Mekanisme kerja enzim sebagai katalis dijelaskan dalam teori lock and key. masing-masing enzim memiliki area spesifik (disebut situs aktif) yang dimaksudkan untuk substrat tertentu untuk mendapatkan terpasang. Situs aktif enzim ini melengkapi bagian tertentu dari substrat, sejauh bentuk yang bersangkutan. Substrat akan masuk ke dalam situs aktif dengan sempurna, dan reaksi antara mereka terjadi. Substrat yang tepat akan masuk ke dalam situs aktif enzim dan membentuk kompleks enzim-substrat. Ini adalah di situs ini aktif bahwa substrat ditransformasikan ke produk yang dapat digunakan. Setelah reaksi selesai, dan produk yang dirilis, situs aktif tetap sama dan siap untuk bereaksi dengan substrat baru.

Gambar 9. Mekanisme enzim mempercepat reaksi (Karp, Gerald, 2010)

Enzim oksidoreduktase mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi, yang merupakan pemindahan elektron, hidrogen atau oksigen. Oksidase: mengkatalisis transfer elektron dari suatu substrat ke molekul oksigen, dan sebagai produk akhir dihasilkan air. Enzim ini biasanya terlibat dalam proses respirasi aerob maupun anaerob. Misalnya, oxidoreductases dapat ditemukan dalam glikolisis, siklus TCA dan fosforilasi oksidatif. Enzim transferase berfungsi untuk memindahkan gugus fungsional antara donor dan aseptor. Sebagai contoh, sebuah enzim yang dikatalisis reaksi ini akan menjadi transferase:A-X + B A + B-XDalam contoh ini, A akan menjadi donor, dan B akan menjadi akseptor. Donor sering merupakan koenzim. Contoh enzim ini adalah enzim transaminase yang memindahkan gugus amina. Hidrolase merupakan enzim-enzim yang menguraikan suatu zat melalui bantuan air (hidrolisis). Contoh enzim ini adalah lipase yang menghidrolis lemak (ester lipida). Contoh lainnya adalah peptidase, amilase, dan karboksilesterase. Liase merupakan enzim yang mengkatalisis memecahkan berbagai macam ikatan kimia selain dengan menggunakan reaksi hidrolisis dan oksidasi. Selain itu Lyases juga dapat membelah karbon-karbon, karbon-oksigen, fosfor-oksigen. Dalam pembelahan ikatan ini biasanya membentuk ikatan rangkap ganda yang baru seperti dalam reaksi enzim histidine ammonia-lyase catalyzes. Isomerase adalah enzim-enzim yang dapat mengkatalisis perubahan struktural dalam sebuah molekul. Isomer memiliki rumus molekul yang sama tetapi berbeda dalam struktur formula mereka. Perbedaan ini dapat mengubah sifat-sifat kimia dari molekul. Ada beberapa kelas isomerase, misalnya geometrik dan strruktural. Contoh enzim isomerase diantaranya rasemase, merubah l-alanin D-alanin, epimerase, merubah D-ribulosa-5-fosfat D-xylulosa-5-fosfat, dan Cis-trans isomerase, merubah transmetinal cisrentolal. Ligase adalah enzim yang dapat mengkatalisis bergabungnya molekul satu dengan molekul yang lainnya. Contoh enzim ini adalah DNA ligase yang berfungsi untuk menggabungkan fragmen Okazaki saat proses replikasi, menyambung potongan-potongan DNA yang baru disintesis, dan berperan dalam proses reparasi DNA

III. Protein sebagai struktur unit / protein strukturalProtein struktural, jenis protein ini berperan untuk menyangga atau membangun struktur biologi makhluk hidup. Yang termasuk ke dalam protein struktural adalah : Kolagen Kolagenadalah salah satuproteinyang menyusun tubuhmanusia. Kolagen juga merupakan struktur organik pembanguntulang, gigi,sendi,otot, dankulit. Keberadaannya mencapai 30% dari seluruh protein yang terdapat di tubuh. Serat kolagen memiliki daya tahan yang kuat terhadap tekanan. Kolagen menjadi komponen pembangun utama pada dermis, salah satu lapisan terendah pada kulit. Kolagendiperlukan untuk menjaga kekencangan dan kelenturan kulit. Kolagen membantu untuk memberikan kekuatan untuk berbagai struktur tubuh dan juga melindungi struktur seperti kulit dengan mencegah penyerapan dan penyebaran patogen zat, racun-racun lingkungan, mikro - organisme dan sel-sel kanker. Keratin Keratin adalah protein yang tidak reaktif secara kimiawai dan tahan lama secara mekanik. Keratin tidak larut pada larutan asam, alkali, pelarut oragnik dan air, tetapi larut pada urea. Keratin berfungsi memberi dan mempertahankan bentuk sel, memberikan flesksibilitas pada sitoskeleton serta melindungi dari tekanan. Keratin merupakan komponen penyusun rambut, kuku, bulu, serta paruh (pada aves). Pada jaringan epitel terdapat pada stratum korneum, stratum lucidum, stratum granulosum, stratum spinosum, stratum basal dan dermis. Pada stratum granulosum keratin berfungsi sebagai penyaring selektif terhadap masuknya materi asing serta menyediakan efek pelindung kulit. Epitel pada stratum spinosum berfungsi mempertahankan kohesitivitas antar sel dan melawan efek abrasi. Pada stratum basal, keratin bertanggung jawab dalam proses pembaharuan sel-sel epidermis. Fibroin Fibroin banyak mengandung asam amino alanin dan glisin yang saling berulang. Fibroin bersifat fleksibel tetapi sulit merenggang. Fibroin berfungsi sebagai komponen penyusun sutra, sarang laba-laba, serta kepompong. Salah satu jenis material yang umum digunakan pada biofactory dan biomedical. Sklerotin Sklerotin merupakan protein yang menjadi penyusun eksoskeleton pada Arthropoda. Protein ini bersifat keras dan memberi efek gelap ( tanned protein ). Proses penyusunannya disebut Sklerotisasi. Sklerotin berfungsi membuat struktur menjadi keras, kaku, dan kuat (pelindung). Selain rangka luar, komponen ini juga sebagai penyusun sayap serangga. ElastinElastin adalah protein dengan sifat elastis seperti penghapus, dimana seratnya dapat memanjang beberapa kali dari panjang normalnya. Adanya serat elastin memungkinkan jaringan dapat meregang tanpa sobek. Elastin merupakan komponen dasar dari jaringan konektif elastis kuning yang terdapat pada paru-paru, dinding pembuluh darah yang besar seperti aorta, dan penyusun jaringan tendon serta ligamen.

TubulinTubulin merupakan protein yang menyusun filamen pada mikrotubulus. Bentukan-bentukan khusus seperti flagella, ekor spermatozoa, dan neurotubuli juga dibentuk oleh mikrotubuli.

IV. Protein sebagai protein pertahananFungsi protein ini untuk mempertahankan organisme dalam melawan serangan oleh spesies lain atau melindungi organisme tersebut dari luka. Jenis protein pelindung mampu menghasilkan respon kekebalan. Pada vertebrata imunoglobulin atau antibodi adalah protein khusus yang dibuat oleh limfosit yang dapat mengenali dan mengendapkan atau menetralkan serangan bakteri, virus, atau protein asing dari spesies lain. Antibodi bersifat sangat spesifik tehadap protein asing yang menimbulkan pembentukannya.

Cara kerja antibodi secara umum adalah :1. PenetralanAntibodi menonaktifkan anitgen dengan memblok bagian tertentu dari antigen2. Pengendapan / presipitasiPengendapan partile-partikel antigen dapat dilakukan karena struktur antibodi yang memungkinkan untuk melakukan pengikatan lebih dari satu gen. Pada pengendapan, antigen yang dituju berupa antigen yang terlarut3. Pelekatan, antibodi melekat pada antigen sebagai opsonin sehingga antigen dapat dihancurkan oleh neutrofil.4. Aktivasi protein komplementerAntibodi bekerja sama dengan protein komplemen untuk melakukan penyerangan terhadap gen asing

Jenis- jenis antibodi1. Immunoglobin GImmunoglobin G merupakan satu-satunya Immunoglobin yang dapat melewati plasenta, karena ukurannya yang kecil. Selanjutnya immunoglobulin G dalam kolostrum (air susu ibu atau ASI yang pertama kali keluar), memberikan perlindungan kepada bayi terhadap infeksi sampai sistem kekebalan bayi dapat menghasilkan antibodi sendiri. Immunoglobin G merupakan tipe antibodi paling banyak di peredaran darah dan dapat masuk ke jaringan lain dengan mudah. Immunoglobin G diproduksi ketika terjadi infeksi serius. 2. Immunoglobin MImmunoglobin M merupakan tipe pertama antibodi yang dihasilkan pada awal suatu infeksi, secara umum dilepaskan ke aliran darah. Immunoglobin M terdapat pada darah, getah bening, dan permukaan sel B. Janin dalam rahim mampu memproduksi IgM pada umur kehamilan enam bulan. Jika janin terinfeksi kuman penyakit, produksi IgM janin akan meningkat. Dalam keadaan normal antibodi ini tidak ditemukan dalam organ maupun jaringan.3. Immunoglobin AImmunoglobin A ditemukan di dalam tubuh, termasuk keringat, air mata, air ludah. Immunoglobin A membantu dalam membentuk kekebalan pasif pada bayi. IgA yang terdapat dalam ASI akan melindungi sistem pencernaan bayi terhadap mikroba karena tidak terdapat dalam tubuh bayi yang baru lahir.4. Immunoglobin EMerupakan antibodi yang mengalir dalam darah. Anitbodi ini memberikan reaksi alergi pada tubuh. Immunoglobin E ditemukan pada permukaan histamin. IgE penting melawan infeksi parasit, misalnya skistosomiasis.5. Immunoglobin DAntibodi ini ditemukan di permukaan limfosit B; berperan dalam respons kekebalan tubuh.

V. Protein sebagai pergerakan Protein penggerak menggunakan energi dari hidrolisis ATP untuk bergerak sepanjang mikrotubulus atau filamen aktin. Protein ini berfungsi untuk membawa molekul dari suatu tempat ke tempat lain. Protein motor memanfaatkan sitoskeleton sebagai jalur pergerakannya. Dalam satu sel terdapat beberapa puluh protein motor yang berbeda. Setiap protein motor mempunyai peran spesifik untuk satu fungsi pada suatu daerah kerja tertentu. 1. AktinAktin adalah sebuahprotein yang penting dalam mempertahankan bentuk sel dan mengahsilkan pergerakan bagi sel. Aktin berfungsi sebagai embentuk filamen tipis pada sarkomer. Aktivitas filamen aktin menyebabkan pergerakan seperti aliran sitoplasma dan gerak ameboid. Aktivitas kontraktil dalam sel otot terutama terjadi akibat adanya interaksi antara dua protein, yaitu aktin dan miosin. 2. MiosinMiosin merupakan motor protein yang bergerak pada filamen aktin (pergerakan otot). Miosin bersama dengan aktin menjadi protein otot yang memberi kemampuan sel untuk berkontraksi. Miosin bersama dengan aktin menjadi protein otot yang memberi kemampuan sel untuk berkontraksi. Protein ini membentuk struktur bahan atau jaringan dan memberi kekuatan kepada jaringan otot untuk berkontraksi.3. DineinDinein adalah kompleks protein multi-subunit yang memiliki gugus yang berperan sebagai ATPase sehingga bertanggung jawab terhadap terjadinya hidrolisis ATP agar dapat memulai suatu gerakan. Berdasarkan struktur dan fungsinya, dinein terbagi dalam dua kelas yaitu: dinein sitoplasma (cytoplasmic dynein) dan dinein aksonemal (axonemal dynein). Dinein aksonemal memiliki rantai tebal heterodimer dan homodimer dengan 2 atau 3 motor domain kepala dan bertanggung jawab untuk pergerakan mikrotubulus (sliding movement) seperti pada silia dan flagella. Dinein sitoplasma berperan dalam pergerakan organel yang bekerja secara bersamaan dengan protein dynactin sebagai penghubung dengan vesikel dan sebagai transport ke arah retrograde mikrotubulus, sedangkan axonemal dinein berperan dalam pergerakan cilia dan flagella4. KinesinKinesin adalah protein sitoplasma besar dan mudah larut. Kinesin berikatan kuat dengan mikrotubulus berfungsi mengangkut vesikel dan partikel yang terletak distal, menggunakan energi dari hidrolisis ATP. Kinesin menggerakkan vesikel di sepanjang lintasan mikrotubulus dari kutub negatif ke kutub positid. Kinesin merupakan protein motor yang ditemukan pada sel eukariotik. Gerakan aktif kinesin mendukung beberapa fungsi seluler termasuk mitosis, meiosis, dan pengangkutan kargo seperti transportasi aksonal. Anggota dari keluarga kinesin memiliki bentuk yang bervariasi, tetapi kinesin yang yang khas adalahprotein dimer (sepasang molekul), yang terdiri dari dua rantai berat dan dua rantai ringan.Kinesin digunakan untuk banyak tugas dalam sel.Kinesin digunakan untuk menarik benda-benda besar, seperti lisosom atau retikulum endoplasma, menjauh dari nukleus dan menuju permukaan.Kinesin juga digunakan untuk slide bagi mikrotubulus satu sama lain, misalnya selama proses menciptakan dua sistem yang terpisah dari mikrotubulus untuk kromosom terpisah saat pembelahan sel.5. Tropomiosin Tropomiosin merupakan molekul fibrosa yang terdiri atas dua buah rantai, alfa dan beta tropomiosin, yang terletak melekat pada F-aktin dalam alur antar filamen. Tropomiosin berperan dalam mekanisme kontraksi otot. Ion Ca++ yang dilepaskan pada kontraksi otot berikatan dengan troponin dan mengubah bentuknya, sehingga kompleks troponin-tropomiosin secara fisik tergeser ke samping, membuka tempat pengikatan jembatan silang aktin. Ini akan mempengaruhi persilangan penyebrangan miosin dan menginisiasi proses sliding.6. TroponinTroponin merupakan serat protein tipis berbentuk filamen dari serat otot yang bekerja sama dengan otot untuk kontraksi. Troponin adalah protein spesifik yang ditemukan dalam otot jantung dan otot rangka. Bersama dengan tropomiosin, troponin mengatur kontraksi otot. Kontraksi otot terjadi karena pergerakan molekul miosin di sepanjang filamen aktin intrasel. Troponin terdiri dari tiga polipeptida yaitu troponin C, troponin T dan troponin I. Troponin C berfungsi mengikat dan mendeteksi ion kalsium yang mengatur kontraksi. Troponin T merupakan suatu komponen inhibitorik yang berfungsi mengikat aktin. Troponin I berfungsi mengikat tropomiosin. Troponin I dan troponin C hanya ditemukan dalam sel-sel miokardium.

VI. Protein pesinyalan

Untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan, sel harus dapat menerima dan memproses sinyal atau rangsang yang berasal dari luar. Sel yang menjadi target sinyal kimiawi memiliki molekul berupa protein reseptor yang akan mengenali molekul sinyal. Sebagian besar reseptor sinyal merupakan protein membran plasma. Reseptor menyalurkan informasi dari lingkungan ekstraseluler ke bagian dalam sel dengan mengubah bentuk saat ligan spesifik menempel.Protein reseptor :1. Reseptor tirosin-kinase Saat tidak ada sinyal ekstraselular, reseptor tirosin-kinase berupa polipeptida tunggal, bagian ekstraselular protein dihubungkan oleh heliks . Bagian protein ini bertanggung jawab untuk aktivitas tirosin- kinase reseptor, dan juga memiliki sederetan asam amino tirosin. Reseptor tirosin-kinase berfungsi mengaktifkan jalur transduksi sinyal serta mengatur fungsi sel yang rumit seperti reproduksi sel. Ketika molekul sinyal melekat pada tempat pengikatan, dua polipeptida akan mengumpul membentuk dimer. Dengan menggunakan ATP, daerah tirosin-kinase memfosforilasi tirosin pada polipeptida lain. Setelah teraktivasi secara sepenuhnya, protein reseptor dapat mengikat protein intraselular spesifik. Protein yang teraktivasi mengawali transduksi sinyal yang menimbulkan respon selular spesifik.

2. Reseptor terkait protein GReseptor terkait protein G merupakan reseptor membran plasma yang bekerja dengan bantuan suatu protein yang disebut protein G. Saat tidak ada sinyal protein G berada dalam keadaan inaktif. Protein G inaktif memiliki satu molekul GDP yang terikat padanya. Adanya sinyal menyebabkan reseptor berubah bentuk dan mengikat protein G. Molekul GDP digantikan GTP sedangkan protein G menjadi aktif mengikat dan mengatifkan enzim. Selanjutnya protein G meninggalkan enzim sambil menghidrolisis GTP nya. Ketiga protein pun siap digunakan kembali.

3. Reseptor saluran ionReseptor sinyal ini merupakan protein transmembran dalam membran plasma yang membuka untuk membiarkan aliran dari jenis ion spesifik melintasi membran ketika molekul sinyal spesifik terikat pada sisi ekstrakurikuler protein tersebutProtein GProtein G adalah suatu protein yang terdiri dari 3 rantai polipeptida yang berbeda disebut subunit , dan . Rantai dan membentuk kompleks yang kuat, yang membuat protein G tadi tertambat pada permukaan sitoplasmik membran plasma. Ada beberapa macam protein G diantaranya protein Gs, protein Gi, dan protein Gq. Protein Gs memiliki fungsi mengaktifkan enzim adenilat siklase. Protein Gi berfungsi menghambat enzim adenilat siklase. Protein Gq berfungsi mengaktifkan sistem fosfolipase.

SINTESIS PROTEIN

ABSTRAKProtein terdiri dari blok yang disebut asam amino, yang dihubungkan bersama-sama dalam pola yang berbeda untuk membentuk protein tertentu dengan karakteristik yang berbeda . Ada dua puluh asam amino yang berbeda dari yang delapan dianggap penting karena mereka tidak dapat dihasilkan oleh tubuh tapi diperlukan untuk kelangsungan hidup . Tubuh menggunakan asam amino yang beredar dalam aliran darah, yang dirilis dari pemecahan jaringan, atau dikonsumsi dalam makanan untuk membuat protein. Sintesis protein merupakan hal penting dalam pembelajaran protein. Dengan mengetahui proses terjadinya sintesis protein, kita mampu memahami bagian-bagian yang terlibat dari proses tersebut dan bagaimana mekanisme itu terjadi. Proses sintesis protein diawali dengan proses transkripsi dan diakhiri dengan proses terminasi yang alan dijelaskan pada paper ini.

Kata kunci: sintesis protein, tRna, mRna, transkripsi, translasi, elongasi, terminasi, post-translasi

I. Hal-hal yang berkaitan dengan sintesis proteinPada sintesis protein, banyak hal yang berperan penting. Hal-hal yang berkaitan adalah:1. DNA (deoxyribonucleic acid)

DNA (asam deoksiribonukleat) adalah jenis makromolekul dikenal sebagai asam nukleat. Ini berbentuk seperti heliks ganda memutar dan terdiri dari helai panjang bolak gula dan gugus fosfat, bersama dengan basa nitrogen (adenine, timin, guanin dan sitosin). Hal ini diatur dalam struktur yang disebut kromosom dan terletak di dalam inti sel kita. DNA mengandung informasi genetik yang diperlukan untuk produksi komponen sel lain dan untuk reproduksi kehidupan (Bailey, 2010). DNA pada proses sintesis protein berperan pada proses transkripsi.

Gambar 10. DNA (http://www.astrochem.org/sci/Nucleobases.php)

Gambar 11. Messenger RNA (Liang, 2004)2. mRNA (Messenger RNA)Messenger RNA (mRNA) ditranskripsi oleh enzim RNA polimerase II dari segmen DNA yang ditunjuk sebagai gen, bagian informasi-coding dari genom. Dalam hampir semua kasus, gen menyandi produk protein. Jagung memiliki sekitar 50.000 gen yang berbeda. untuk mensintesis protein, mRNA sesuai dengan untai sense DNA dari gen pertama ditranskripsi dari DNA itu, dan kemudian mRNA "diterjemahkan" oleh terjemahan ke dalam protein. decoding menggunakan kode triplet nukleotida untuk menentukan individu asam amino DNA. terdiri dari A, T, G, dan C nukleotida, dan 3 nukleotida tersebut dapat menentukan salah satu dari 20 asam amino yang merupakan konstituen dari protein. misalnya, ATG = metionin. Setiap nukleotida di kode adalah bagian dari satu triplet (kodon), maka urutan linier nukleotida menentukan urutan linier asam amino dalam produk protein. fakta ini disebut kolinearitas (Mandal, 2013) mRNA berperan penting baik dalam proses transkripsi dan proses tranlasi. 3. tRNAtRNA terlibat dalam terjemahan pesan asam nukleat ke dalam asam amino dari protein. tRNA sendiri adalah molekul RNA dengan struktur terbalik. Salah satu ujung tRNA mengandung loop antikodon yang berpasangan dengan mRNA menentukan asam amino tertentu. Ujung lain dari tRNA memiliki asam amino yang terikat pada gugus 3 'OH melalui linkage ester. RNA dengan asam amino yang melekat dikatakan "dibebankan". Enzim yang menempel asam amino ke 3'-OH disebut sintetase aminoasil tRNA (Aars). Ada tRNA spesifik untuk setiap asam amino, 20 dalam semua. Demikian pula, ada AAR spesifik untuk setiap tRNA.

Gambar 12. tRNA(http://www.wiley.com/college/boyer/0470003790/structure/tRNA/trna_intro.htm)4. Ribosom

Gambar 13. Ribosom (http://rna.ucsc.edu/rnacenter/ribosome_images.html)Ribosom adalah perakit protein dari sel eukariotik. Mereka biasanya terdiri dari dua subunit: a subunit besar dan subunit kecil. Kedua unit bergabung bersama untuk menghasilkan protein dalam proses yang disebut translasi (Bailey, 2008). Ribosom dapat ditemukan dalam sitosol (komponen cairan sitoplasma) sel atau terikat pada retikulum endoplasma. Ribosom bebas biasanya membuat protein yang akan berfungsi di dalam sitosol, sementara ribosom terikat biasanya membuat protein yang diekspor luar sel atau termasuk dalam membran selII. Transkripsi

Gambar 14. Proses Transkripsi (Westheimer, 1987)Langkah pertama dalam sintesis protein adalah transkripsi dari mRNA dari gen DNA dalam nukleus. Setelah menerima sinyal dari sel untuk membuat suatu protein dengan spesifikasi tertentu, mRNA ditranskripsi oleh enzim RNA polimerase II dari segmen DNA yang ditunjuk sebagai gen, bagian informasi-coding dari genom. Pada beberapa waktu sebelumnya, berbagai jenis RNA telah disintesis menggunakan DNA yang tepat. Setelah ,mRNA terbentuk, mRNA bermigrasi dari nukleus ke dalam sitoplasma melewati rongga nuklear. III. TranslasiPada proses translasi, mRNA menempel pada sub-unit ribosom yang kecil. Ribosomlah yang bertindak sebagai pembaca kode mRNA. mRNA membaca basa nukleotida pada satu waktu (kode triplet atau biasa disebut kodon. Kodon tersebut spesifik untuk mengikat asam amino yang ada. Setiap pembacaan satu kodon, asam amino spesifik yang dituju akan aktif oleh enzim. tRNA sendiri seperti yang sudah dibahas pada awal paper ini memiliki dua ujung. Ujung pertama ditujukan untuk tempat pengikatan asam amino yang spesifik. Ujung yang lainnya untuk tempat pengikatan ke mRNA (kodon) yang terdiri dari tiga nukleotida sehingga ujung pada tRNA ini disebut juga sebagai antikodon.1. Inisiasi

Gambar 15. Proses Interaksi tRNA dan mRNADalam sitoplasma, sintesis protein sebenarnya diprakarsai oleh kodon AUG pada mRNA. AUG mensinyali kodon kedua interaksi ribosom dengan m-RNA dan juga tRNA dengan antikodon (UAC). tRNA yang memulai sintesis protein telah terpasang N-formil-metionin. Kelompok formil adalah asam formiat benar-benar dikonversi ke amida menggunakan-NH2 kelompok pada metionin. Langkah berikutnya adalah untuk tRNA kedua untuk mendekati mRNA (kodon - CCG). Ini adalah kode untuk prolin. Antikodon dari tRNA prolin yang membaca ini adalah GGC. Proses terakhir adalah untuk mulai tumbuh rantai peptida dengan memiliki amina prolin untuk obligasi untuk kelompok asam karboksil dari methinone (bertemu) untuk memanjangkan peptida. Terdapat faktor inisisasi, yaitu TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF dan TFIH.2. Elongasi (Pemanjangan)

Gambar 16. Proses Elongasi (http://www.nobelprize.org/educational/medicine/dna/a/translation/elongation.html)Pemanjangan adalah penambahan bertahap asam amino ke rantai protein yang sedang tumbuh. Urutan asam amino ditentukan oleh urutan kodon di mRNA, melihat kode genetik. Faktor protein, eEFs (faktor elongasi eukariotik), diperlukan untuk mempercepat siklus elongasi. Proses perpanjangan berlangsung dengan urutan sebagai berikut: 1. Asam amino yang mengandung molekul tRNA (aminoasil-tRNA, aa-tRNA) dijemput oleh perpanjangan faktor Eef-1 di hadapan GTP. 2. Kompleks yang terbentuk memasuki A-situs kosong pada ribosom membawa inisiator Met-tRNAi atau peptidil-tRNA.3 . Pada ribosom, antikodon dari aminoasil - tRNA yang dicocokkan dengan kodon mRNA diposisikan di A -site. Sebagai tiga pangkalan di kodon bisa diatur dalam 64 kombinasi yang berbeda, mesin translasi harus mampu memilih aminoasil - tRNA yang membawa antikodon yang sesuai. Selama ini bukti-membaca, aminoasil-tRNA dengan anticodons non-kognitif yang dilempar keluar dari ribosom dan diganti dengan yang baru aa-tRNA yang akan diperiksa .4. Ketika hak aminoasil-tRNA memasuki A-situs polipeptida yang sedang tumbuh di P-situs tersebut segera terkait dengan asam amino baru di A-situs melalui ikatan peptida. Pembentukan ikatan peptida dikatalisis oleh ribosom sendiri . Reaksi daun tRNA kosong di ribosom P-situs dan baru peptidil -tRNA di A-site.5. Pada langkah selanjutnya ribosom bergerak maju satu kodon pada mRNA . Bersamaan dengan itu, tRNA kosong dipindahkan dari P - situs ke E - situs seperti peptidil tRNA translokasi dari A -site ke P -site . Proses ini difasilitasi oleh perpanjangan faktor Eef - 2 dan GTP .6. Setelah translokasi , peptidil - tRNA diposisikan di P - situs dan kodon berikutnya pada mRNA dibuat tersedia untuk interaksi dengan yang baru aminaoacyl - tRNA di A -site.3. Terminasi

Gambar 17. Proses Terminasi (http://www.nobelprize.org/educational/medicine/dna/a/translation/termination.html)Terminasi adalah pemberhentian pemanjangan rantai asam amino atau bisa disebut juga bahwa terminasi adalah akhir dari elongasi. Salah satu dari tiga kodon mRNA - UAA , UAG dan UGA - digunakan untuk sinyal ke ribosom yang sedang melakukan elongasi bahwa terjemahan harus dihentikan pada saat ini. Setelah kedatangan stop kodon pada akseptor ribosom (A) -site, faktor rilis protein (RF) berikatan dengan ribosom sehingga pusat peptidil transferase ribosom beralih ke fungsi hidrolitik untuk menghapus rantai polipeptida selesai dari peptidil - tRNA terikat pada ribosom peptidil berdekatan (P)-site.

IV. Post-Translasi

Masa post-translasi adalah masa dimana protein yang sudah terbentuk setelah proses translasi dikenai proses lainnya untuk membuat tujuan dari protein tersebut menjadi semakin spesifik.

1. Pelipatan ProteinProtein setelah berada pada masa translasi masih berupa rantai yang sangat panjang sehingga perlu proses pelipatan agar protein lebih mudah digunakan dan didistribusikan ke dalam sel. Protein dapat melipat baik secara spontan atau mereka mungkin memerlukan bantuan protein pendamping sehingga mereka tidak terjebak dalam intermediet lipat stabil melainkan terlipat menjadi konformasi akhir yang benar (Mulligan, 1996).2. Modifikasi KimiaModifikasi kimia adalah rangkaian pengolahan kovalen yang mengubah sifat protein dengan baik pembelahan proteolitik atau penambahan kelompok memodifikasi satu atau lebih asam amino. Proses ini memiliki pengaruh yang besar pada sifat protein karena dapat mengatur kegiatannya, lokalisasi, turn-over dan interaksi dengan protein lain dan molekul seperti asam nukleat, lipid dan kofaktor. Modifikasi ini memiliki beberapa karakteristik, yaitu Proses ini dimediasi enzim Hal ini dapat terjadi pada setiap tahap: Ini berarti bahwa beberapa protein yang diubah co-translationally misalnya dalam ikatan disulfida, beberapa kali lipat selesai dan lain-lain setelah mereka dilokalisasi (banyak protein, misalnya kolagen, diproses dalam bentuk tidak aktif dan diaktifkan oleh penghapusan enzimatik pro-domain setelah mereka mencapai tujuan mereka). Hal ini dapat reversibel tergantung pada sifat dari modifikasi. Sebagai contoh, kegiatan kinase dan fosfatase yang satu enzim menambahkan gugus fosfat untuk protein sementara yang lain menghilangkan gugus fosfat melalui hidrolisis. Aktivitas enzimatik reversibel ini sering bertindak sebagai tombol "on-off " untuk aktivitas biologis protein.Modifikasi kimia terbagi menjadi beberapa jenis diantaranyaa. residu N-terminal

Pada bakteri, residu N-terminal dari protein yang baru disintesis dimodifikasi pada bakteri untuk menghapus kelompok formil. The N-terminal metionin juga dapat dihapus. Pada eukariota, metionin juga tunduk pada penghapusan.

b. Amino Acid Modifikasi Banyak dari asam amino rantai samping dapat dimodifikasi. Berikut adalah beberapa contoh:

a. Asetilasi Residu amino-terminal dari beberapa protein asetat. Sebagai contoh, serin N-terminal histon H4 adalah selalu asetat sebagai sejumlah residu lisin. b. Fosforilasi Fosforilasi protein (di Ser, Thr, Tyr dan residu-Nya) merupakan mekanisme peraturan penting. Misalnya, aktivitas glikogen fosforilase diatur oleh fosforilasi serin 14. Fosforilasi residu tirosin merupakan aspek penting dari jalur transduksi sinyal.c. Metilasi Kegiatan histon dapat dimodifikasi oleh metilasi. Lysine 20 histon H4 dapat mono-atau di-alkohol. d. Carboxylation Faktor pembekuan darah, protrombin, mengandung sejumlah besar residu asam glutamatic carboxylated di N-terminal 32 asam amino. Residu ini dimodifikasi sangat penting untuk aktivitas. Modifikasi memerlukan vitamin K. e. Hidroksilasi Konversi prolin untuk hidroksiprolin dalam kolagen adalah contoh klasik dari modifikasi pasca-translasi. Konversi ini dikatalisis oleh prolyl-4-hidroksilase yang merupakan tetramer dari dua dan dua b subunit, yang b subunit yang multifungsi dan juga membawa disulfida isomerase aktivitas. f. Glikosilasi Banyak ekstraseluler (tapi tidak intraseluler) protein glikosilasi. Mono-atau Oligo-sakarida dapat dilampirkan ke asparagin (N-linked) atau serin / treonin (O-linked) residu. Residu gula pertama kali dirakit sebagai turunan dolichol fosfat. Gula tersebut kemudian dipindahkan ke situs yang tepat pada protein di mana beberapa modifikasi lebih lanjut mungkin terjadi. N-linked glikosilasi terjadi dalam retikulum endoplasma, O-linked glikosilasi terjadi dalam aparatus Golgi. g. Nucleotidylation Mononukleotida digunakan untuk mengatur aktivitas beberapa enzim. Dua contoh yang berbeda ditemukan di antara sistem yang mengatur pemanfaatan Nitrogen di E. coli: Glutamin sintetase yang adenylylated (yaitu AMP ditambahkan) pada residu tirosin spesifik. Enzim tidak aktif ketika adenylylated. Tingkat adenylylation dikendalikan oleh protein regulator, PII. Kemampuan PII untuk mengatur adenylylation glutamin sintetase yang pada gilirannya diatur oleh uridylylation sendiri (yaitu penambahan kovalen UMP). PII juga uridylylated pada residu tirosin. h. Penambahan LipidBeberapa protein memiliki gugus lipid terpasang: Protein virus src adalah myristoylated pada glisin N-terminal. Rhodoposin adalah palmitoylated pada residu sistein. Protein ras onkogen ini farnesylated seperti juga beberapa protein G. i. Lainnya Protein, thyroglobin, yang iodinasi selama sintesis tiroksin.

c. Menambahkan Prosthetic Grup Protein yang memerlukan gugus prostetik untuk kegiatan harus memiliki kelompok ini menambahkan. Sebagai contoh, hem (heme) kelompok harus ditambahkan ke globins dan sitokrom, Fe-S cluster harus ditambahkan ke ferredoxins.

d. Pembentukan Obligasi disulfida Banyak protein ekstraseluler mengandung disulfide cross-link (protein intraseluler hampir tidak pernah melakukan). The cross-link hanya dapat dibentuk setelah protein telah dilipat menjadi bentuk yang benar. Pembentukan ikatan disulfida dibantu oleh disulfida isomerase protein enzim pada eukariota dan oleh protein DsbA pada bakteri. Protein disulfida isomerase adalah salah satu dari sejumlah kegiatan yang ditemukan dalam subunit beta (OMIM entri [176790]) dari enzim prolyl-4-hidroksilase. Kegiatan lain dari subunit ini adalah:

a. tiroid seluler protein hormone-binding b. P4HB (transhydrogenase glutathione-insulin) c. subunit kecil dari mikrosomal transfer protein trigliserida heterodimeric

e. Pengolahan ProteolitikBeberapa protein disintesis sebagai polipeptida prekursor tidak aktif yang menjadi aktif hanya setelah pembelahan proteolitik dari rantai prekursor polipeptida. Dua contoh terkenal adalah: a. Chymotrypsin & Trypsin Kimotripsin dan tripsin keduanya disintesis sebagai zymogens. Pembelahan chymotrypsinogen antara Arg15 dan Ile 16 oleh tripsin menghasilkan enzimatis aktif pi-chymotrypsin. Dua perpecahan proteolitik lanjut dikatalisasi oleh kimotripsin menghilangkan dipeptides Ser14-Arg15 dan Thr147-Asn148 untuk menghasilkan alpha-chymotrypsin. Tripsin diaktifkan oleh penghapusan N-terminal tujuh asam amino. b. Insulin Insulin disintesis sebagai polipeptida prekursor. The preproinsulin awal berisi urutan sinyal karena protein yang ditargetkan untuk sekresi. Urutan sinyal dihapus seperti yang dijelaskan di bagian selanjutnya. Prekursor yang dihasilkan, proinsulin, diubah menjadi insulin aktif peptidases tertentu yang menghilangkan asam amino 31-63. Bentuk akhir dari hormon memiliki dua rantai polipeptida yang diselenggarakan oleh 2 merantaikan dan 1 obligasi disulfida intrachain.3. Protein TargettingProtein yang harus ditargetkan dalam sel harus ditentukan dari awal selama sintesis sehingga hal ini dapat terjadi dengan benar. Sebagai protein sedang disintesis, keputusan harus diambil tentang mengirimnya ke lokasi yang benar dalam sel di mana ia akan diperlukan. Informasi untuk melakukan hal ini berada dalam urutan protein yang baru lahir itu sendiri. Setelah protein telah mencapai tujuan akhir, informasi ini dapat dihilangkan dengan pengolahan proteolitik. Pada prokayotik, protein ditentukan antara dua pilihan, yaitu menjadi protein ekstraselular atau intraselular sel. Sedangkan pada eukaryotik lebih kompleks lagi dimana protein ekstraseluler dapat ditargetkan untuk sekresi, ke membran sel, atau salah satu dari banyak organel intern. Protein intraseluler dapat ditargetkan untuk cyoplasm, untuk inti atau organel khusus seperti mitokondria atau kloroplas. Setiap protein tersebut sudah memiliki urutan sinyal masing-masing sehingga dapat langsung menuju tempat seharusnya.

4. Protein TurnoverMasa hidup protein juga harus diatur. Beberapa protein membutuhkan untuk waktu yang sangat singkat - dan bisa berbahaya hadir terlalu lama. Lainnya diperlukan sepanjang waktu dan itu akan menjadi tidak boros untuk menjaga sintesis ulang mereka. Masa pakai protein pada eukariota tampaknya ditentukan oleh sifat dari asam amino N - terminal. Beberapa asam amino (misalnya Ala, Cys, Gly, Met, Pro, Ser, Thr, Val) menstabilkan protein (setidaknya dalam ragi), yang lainnya (misalnya Arg, Nya, Ile, Leu, Lys, Phe, Trp, Tyr) mengguncang protein. Pada bakteri, asam amino C - terminal juga memiliki efek pada paruh protein. Banyaknya protein dalam sitoplasma sel eukariotik melibatkan ubiquitin protein sangat sangat dilestarikan. Protein kecil ini (76 aa) secara kovalen terikat pada protein dipilih untuk degradasi. Protein tersebut kemudian terdegradasi oleh 26S proteosome.

V. Perbedaan Proses Sintesis Protein pada Prokaryotik dan Eukaryotik

Mekanisme untuk menerjemahkan messenger RNA menjadi protein dalam sel eukariotik pada dasarnya sama seperti pada prokariota. Artinya, messenger RNA (mRNA) dibaca oleh ribosom. Namun demikian, perbedaan yang signifikan terdapat baik di ribosom dan rincian mekanisme translasi.1. RibosomRibosom dan subunit lebih besar pada eukariota. 40S dan 60S subunit bergabung membentuk ribosom 80S fungsional. Pada prokariota, partikel analog adalah 30S, 50S, 70S dan, masing-masing. Besar ribosomal subunit eukariotik (60S) mengandung 28S (26S dalam ragi), 5S, dan 5.8S rRNA, yang terakhir tidak memiliki mitra dalam prokariota. Subunit kecil (40S) memiliki 18S rRNA (17S dalam ragi) versus 16S rRNA pada prokariota. Subunit ribosom eukariotik juga mengandung lebih banyak protein dibandingkan partikel prokariotik.2. InisiasiInisiasi membutuhkan banyak faktor protein lebih pada eukariota dibandingkan prokariota. Beberapa faktor inisiasi melekat pada subunit ribosom dan lain-lain ke mRNA. Faktor inisiasi utama, eIF2, membentuk kompleks dengan tRNA. Faktor ini akhirnya didaur ulang melalui GDP siklik-pertukaran GTP disebut siklus eIF2, yang memerlukan faktor eIF2B. Sintesis protein eukariotik dimulai seperti di prokariota , dengan khusus Met - tRNA membaca kodon AUG, tapi metionin tidak formylated. mRNA sejajar dengan benar pada 40S ribosomal subunit oleh tutup 5', bukan oleh Shine - Dalgarno urutan yang digunakan oleh prokariota. The ribosomal subunit kemudian scan sepanjang mRNA (proses ATP-dependent) sampai AUG pertama ditemukan. Pada titik ini faktor inisiasi dilepaskan, dan 60S subunit melekat untuk memulai penerjemahan.3. Pemanjangan dan pemutusan Terminasi rantai eukariotik, berbeda dengan penghentian prokariotik, hanya membutuhkan satu protein faktor - eRF, yang dapat mengenali ketiga kodon stop (UAA, UAG, dan UGA). Jika mekanisme yang sangat mirip .4. Inhibitor terjemahanSejumlah inhibitor umum terjemahan prokariotik juga efektif dalam sel eukariotik. Mereka termasuk pactamycin, tetrasiklin, dan puromycin. Inhibitor yang efektif hanya pada eukariota meliputi cycloheximide dan toksin difteri. Cycloheximide menghambat aktivitas peptidyltransferase dari ribosom eukariotik. Toksin difteri adalah enzim, dikodekan oleh bakteriofag yang lisogenik dalam bakteri Corynebacterium diphtheriae. Ini mengkatalisis reaksi di mana NAD + menambahkan kelompok ribosa ADP ke histidin dimodifikasi khusus dalam faktor translokasi eEF2, setara eukariotik EF-G. Karena toksin adalah katalis, jumlah menit ireversibel dapat memblokir protein mesin sintetis sel. Akibatnya, toksin difteri murni merupakan salah satu zat yang paling mematikan yang dikenal5. Tempat sintesisDalam prokariota (bakteri), transkripsi terjadi di sitoplasma. Terjemahan dari mRNA menjadi protein juga terjadi di sitoplasma. Pada eukariota, transkripsi terjadi pada inti sel. mRNA kemudian pindah ke sitoplasma untuk diterjemahkan. 6. DNA pada prokariota jauh lebih mudah diakses oleh RNA polimerase dari DNA pada eukariota. DNA eukariotik melilit protein yang disebut histon untuk membentuk struktur yang disebut nukleosom. DNA eukariotik dikemas untuk membentuk kromatin. Sementara RNA polimerase berinteraksi langsung dengan DNA prokariotik, protein lain memediasi interation antara RNA polimerase dan DNA pada eukariota. 7. mRNA diproduksi sebagai hasil transkripsi tidak diubah dalam sel prokariotik. Sel eukariotik memodifikasi mRNA oleh RNA splicing, 5 'capping, dan penambahan ekor polyA.

Gambar 18. Sintesisn Protein pada Prokayotik

DETEKSI PROTEIN

ABSTRAK

Protein merupakan makromolekul yang melimpah dan memiliki peranan penting dalam kehidupan manusia. Secara umum, hampir semua organisme tersusun atas protein, yang terdiri dari berbagai jenis asam amino. Makanan sehari-hari yang dikonsumsi manusia juga kebanyakan mengandung protein. Melihat begitu pentingnya peranan protein dalam kehidupan manusia sehari-hari, diperlukan adanya berbagai analisis untuk mendeteksi kandungan protein ataupun asam amino dalam berbagai sampel yang mengandung protein. Deteksi protein pada sampel dapat dilakukan dengan analisis kuantitatif maupun analisis kualitatif, tergantung tujuan yang ingin dicapai dari deteksi protein tersebut.

Kata kunci : deteksi protein, analisis kuantitatif, analisis kualitatif, metode spektroskopi.

I. ANALISIS KUANTITATIF

Analisis kuantitatif protein dapat dilakukan dengan beberapa metode. Metode-metode tersebut antara lain :

1. Metode KjeldahlMetode Kjeldahl merupakan metode analisis kuantitatif protein dengan menghitung kadar senyawa nitrogen total yang terkandung pada senyawa nitrogen serta senyawa lain yang terkait protein, misalnya urea, asam nukleat, amonia, nitrat, nitrit, serta purin dan pirimidin. Berikut merupakan tahapan-tahapan yang dilakukan dalam metode Kjeldahl : Destruksi, yaitu pelarutan dan pemanasan sampel dalam asam sulfat pekat. Elemen karbon, hidrogen teroksidasi menjadi CO, CO2, dan H2O. Sedangkan nitrogennya akan menghasilkan ion amonium dalam larutan. Proses tersebut dapat diekspresikan sebagai berikut :N(food) (NH4)2SO4 Destilasi. Pada tahap ini amonium sulfat dipecah menjadi amonia dengan penambahan NaOH, dimana ion amonium menjadi amonia. Amonia kemudian dialirkan kedalam larutan asam borat sehingga terbentuk kembali ion amonium. Agar kontak antara asam dan amonia lebih baik, diusahakan ujung tabung detilasi tercelup sedalam mungkin dalam asam. Adapun reaksi yang terjadi pada proses destilasi dapat diekspresikan sebagai berikut :(NH4)2SO4 + 2NaOH 2NH3 + 2H2O + Na2SO4NH3 + H3BO3 NH4+ + H2BO3- Titrasi. Pada tahap ini, kandungan nitrogen kemudian ditentukan dengan menitrasi amonium borat yang terbentuk dengan HCl atau H2SO4 dengan menggunakan indikator yang sesuai. Apabila penampung destilasi menggunakan asam borat, maka banyaknya asam borat yang bereaksi dengan amonia dapat diketahui dengan titrasi menggunakan asam klorida 0.1 N.H2BO3- + H+ H3BO3

Apabila penampung destilasi digunakan asam borat maka banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui dengan titrasi menggunakan asam khlorida 0,1 N dengan indikator (BCG + MR). Akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan dari biru menjadi merah muda.%N = N.HCl 14,008 100 %Setelah diperoleh %N, selanjutnya dihitung kadar proteinnya dengan mengalikan suatu faktor. Besarnya faktor perkalian N menjadi protein ini tergantung pada persentase N yang menyusun protein dalam suatu bahanKelebihan metode ini ialah metode ini bersifat sederhana dan universal, memiliki ketelitian tinggi, serta mudah direproduksi. Sedangkan kekurangannya ialah tidak mengukur protein yang sesungguhnya, karena yang diukur ialah nitrogen dalam makanan, dan tidak semuanya bersumber dari protein. Faktor koreksi yang diperlukan untuk tiap protein juga berbeda karena urutan asam amino dalam protein berbeda-beda. Selain itu, untuk melakukan percobaan ini juga dibutuhkan waktu yang cukup lama.

2. Spektroskopi UV-VisSpektroskopi UV-Vis merupakan teknik analisis spektroskopi yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik ultra violet dekat (190-380) dan sinar tampak dengan menggunakan spektrofotometer. Karena spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, metode ini lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. Analisis kuantitatif pada metode ini memanfaatkan kemampuan protein untuk menyerap (atau menyebarkan) cahaya pada rentang UV-Visible pada spektrum elektromagnetik. Dapat juga dilakukan dengan cara memodifikasi protein secara kimia maupun fisika terlebih dahulu. Dengan melakukan metode ini, akan didapat hasil berupa absorbansi sampel yang mengandung protein. Kemudian, hal yang perlu dilakuakan selanjutnya adalah membuat kurva kalibrasi absorbansi terhadap konsentrasi protein dengan larutan protein yang telah diketahui konsentrasinya, misalnya untuk protein dapat digunakan BSA (Bovine Serum Albumin) Kemudian absorbansi dari larutan analit (sampel) diukur dan di plot ke dalam kurva kalibrasi dan dapat diketahui konsentrasinya.

a. Metode Biuret (Cu2+ + Ikatan peptida)Dalam metode ini, penetapan kadar protein ialah dengan pengukuran serapan cahaya kompleks berwarna ungu dari protein yang bereaksi dengan pereaksi biuret. Awalnya reagen biuret dicampurkan dalam larutan protein kemudian didiamkan selama 15-30 menit untuk selanjutnya ditembakkan cahaya dengan panjang gelombang 540 nm. Yang membentuk kompleks pada percobaan ini ialah protein dengan ion Cu2+ yang terdapat dalam pereaksi biuret dalam suasana basa. Semakin tinggi intensitas yang diserap oleh alat, semakin tinggi pula kandungan protein dalam sampel tersebut. Keuntungan dari metode ini ialah interferensinya minim dan bisa digunakan untuk semua jenis protein, sedangkan kerugiannya ialah kurang sensitif dan kurang efektif. Hasil metode Biuret ini tidak murni menunjukkan kadar protein, melainkan mungkin kadar senyawa yang mengandung benzena, ataupun gugus fenol, ikut terdeteksi kadarnya.

b. Metode LowryMetode Lowry mengkombinasikan biuret dengan pereaksi lain, yaitu fenol Folin-Ciocalteau (berwarna biru) yang bereaksi dengan residu tirosin dan triptofan pada protein. Reaksi ini menghasilkan warna kebiruan yang dapat dibaca pada panjang gelombang antara 500-750 nm. Pada hasilnya akan muncul puncak kecil pada panjang gelombang 500 nm yang digunakan untuk menentukan protein konsentrasi tinggi dan menghasilkan puncak besar pada panjang gelombang 750 nm yang digunakan untuk menentukan protein konsentrasi rendah. Keunggulan metode ini adalah lebih sensitif terhadap konsentrasi rendah dibandingkan metode biuret.

c. Metode Dye-BindingPewarna yang digunakan pada dye-binding merupakan pewarna bermuatan negatif. Pewarna ditambahkan kedalam larutan protein yang pH nya telah diatur sehingga muatnannya menjadi positif. Protein ini kemudian membentuk kompleks tak terlarut dengan dye, namun dye yang tidak berikatan tetap larut. Dengan sentrifugasi, kompleks protein-dye dipisahkan dan dye yang tidak berikatan ditentukan dengan cara mengukur absorbansinya. Jumlah protein dalam larutan sama dengan jumlah dye berikatan, yang dihitung dengan

Dyebound = Dyeinitial - DyefreeMetode dye-binding ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu prosesnya yang cepat dan mudah, serta memiliki sensitivitas tinggi terhadap protein dalam konsentrasi kecil sekalipun. Sedangkan kerugiannya adalah dibutuhkan larutan yang tidak mengandung kontaminan yang dapat menyerap atau menyebarkan cahaya dengan panjang gelombang yang sama dengan protein yang dianalisis. Protein harus terlebih dahulu diekstrak dari makanan sehingga menghasilkan larutan yang transparan dengan cara homogenisasi, solvent extraction, sentrifugasi, filtrasi, yang menghabiskan waktu.

d. Metode BradfordPada uji Bradford, pengukuran konsentrasi atau kadar protein total pada suatu larutan dilakukan dengan metode kolorimetri. Prinsip pengukuran kadar protein menggunakan metode Bradford adalah pengikatan pewarna Commassie Brilliant Blue G-250 yang terdapat dalam pereaksi Bradford dengan protein yang mengandung residu asam amino. Zat warna tersebut akan mengikat protein dan mengubah warna pada larutan yang mengandung protein tersebut dari warna kemerahan menjadi warna kebiruan. Ikatan yang terjadi antara zat warna Coomassie Blue G-250 dan protein dapat terjadi dikarenakan adanya gaya Van der Walls antara keduanya. Gaya ini dapat terjadi akibat adanya bagian protein yang bersifat hidrofobik yang mengikat bagian dari zat warna Coomassie Blue G-250 yang bersifat non polar. Hal ini mengakibatkan zat warna tersebut melepaskan elektronnya ke bagian hidrofobik protein. Kemudian, antara zat warna dan protein juga terdapat kekuatan ionik yang memperkuat ikatan antara keduanya dan membuat zat warna tersebut menjadi stabil. Hal ini lah yang digunakan pada metode Bradford untuk menentukan kadar protein di dalam suatu larutan. Kandungan protein yang berikatan dengan zat warna tersebut dapat diukur dengan menggunakan instrument spectronic 20 D untuk mengukur nilai absorbansnya pada panjang gelombang kisaran 465-595 nm. Nilai absorbansi kemudian digunakan untuk membuat kurva standar yang menjadi dasar penentuan konsentrasi dan kadar protein di dalam larutan.Selain lebih cepat dan sensitif dibandingkan metode Lowry, tingkat ketelitian metode ini juga cukup tinggi karena koefisien penghentian dari kompleks albumin larutan standar BSA adalah konstan selama rentang konsentrasi flip-10. Metode ini menentukan kadar protein bukan dari ikatan peptidanya namun metode ini mendeteksi suatu asam amino spesifik yang berada di dalam protein tersebut dan berikatan dengan zat warnanya.

e. Metode BCA (Bicinchoninic Acid) Metode BCA untuk menganalisis protein secara kuantitatif protein didasarkan pada reaksi biuret, yang merupakan pengurangan dari ke oleh protein dalam larutan alkali dengan deteksi tergantung konsentrasi ion tembaga monovalent. Stoscheck (1990) telah menyarankan bahwa uji BCA akan menggantikan Lowry karena memerlukan satu langkah, dan reagen warna stabil pada kondisi basa. Asam Bicinchoninic adalah reagen kromogenik yang apabila menghasilkan kompleks absorbansi menghasilkan kompleks ungu dengan absorbansi kuat pada 562 nm. Metode ini dapat digunakan untuk mengukur konsentrasi protein dengan berbagai macam sampel dan dapat dilakukan dalam hitungan menit.

II. ANALISIS KUALITATIF

1. Uji Komposisi ProteinSecara umum, uji komposisi protein dilakukan dengan pemanasan serbuk protein dalam tabung reaksi kering. Pemanasan serbuk tersebut tentu menimbulkan perubahan tertentu pada serbuk, baik pada warna maupun bau atau aroma. Jika timbul warna hitam, berarti terdapat karbon pada residu. Sedangkan bau amoniak (membirukan kertas lakmus merah) menandakan adanya nitrogen dan hidrogen. Kertas yang mengandung Pb-asetat menjadi berwarna hitam menandakan adanya sulfur.Uji terhadap nitrogen organik dilakukan dengan uji lassaigne. Uji lassaigne digunakan untuk mendeteksi unsur-unsur tambahan dalam senyawa organik, dimana biasanya senyawa organik menyatu dengan logam natrium. Pada beberapa jenis asam amino, terkandung atom sulfur pada molekulnya, misalnya pada sistein dan metionin. Untuk menguji keberadaan sulfur tersebut, dapat dilakukan uji sistein.

2. Uji Reaksi Warna Protein

a. Uji Reaksi Asam Amino dan Triptofan

Reaksi Hopkins ColePereaksi Hopkins Cole yang mengandung asam glioksilat dapat bereaksi dengan larutan protein yang mengandung triptofan. Pereaksi terbuat dari asam oksalat dengan serbuk magnesium dalam air. Setelah dicampur dengan pereaksi Hopkins Cole, asam sulfat dituangkan perlahan lahan sehingga membentuk lapisan di bawah larutan protein. Beberapa saat kemudian, akan terjadi cincin ungu pada batas antara kedua lapisan tersebut. Pembentukan cincin ungu yang tampak pada bidang batas kedua cairan adalah hasil kondensasi triptofan dengan gugus aldehida dari asam glioksilat dalam suasana asam.

Reaksi SakaguchiDalam reaksi sakaguchi, digunakan pereaksi naftol dan natriumhipobromit. Reaksi ini memberikan hasil yang positif apabila ada gugus guanidin. Reaksi ini menghasilkan protein arginin yang merupakan asam amino alami. Protein yang mengandung arginin dapat menghasilkan warna merah.

Reaksi LiebermannBila HCl pekat ditambahkan pada protein (padatan), kemudian dididihkan, dan ditambah beberapa tetes larutan sukrosa, maka warna violet akan terlihat jika protein mengandung triptofan. Reaksi Liebermann mirip dengan uji Hopkins-Cole, gugus aldehid di sini berasal dari kerja HCl terhadap gula.

Reaksi p-DAB Ehrlich Pada penambahan larutan protein yang mengandung histidin atau tirosin, larutan dibuat basa dengan NH4OH kemudian timbul warna merah hingga orange. Histidin akan memberikan warna merah hingga orange, sedangkan tirosin memberikan warna orange terang.

Reaksi SulfurLarutan protein yang akan diuji ditetesi dengan menggunakan larutan NaOH pekat. NaOH berperan dalam denaturasi protein sehingga ikatan yang menghubungkan S dapat terputus oleh Pb asetat membentuk PbS. Kemudian, dilakukan pemanasan untuk mempercepat pembentukan garam (garam PbS) berwarna hitam. Setelah itu, diberi beberapa tetes larutan timbal (II) asetat kemudian terbentuk endapan hitam (dari PbS). Ini menunjukkan adanya unsur belerang pada protein.

Reaksi NinhidrinApabila ninhidrin dipanaskan bersama asam amino, akan terbentuk kompleks berwarna. Pada reaksi ini, dilepaskan CO2 dan NH4 sehingga asam amino dapat ditentukan. Kompleks berwarna yang terbentuk mengandung dua molekul ninhidrin yang bereaksi dengan amonia yang dilepaskan pada oksidasi asam amino. Reaksi ini juga dapat dilakukan terhadap urin untuk menguji adanya asam amino atau untuk mengetahui adanya pelepasan protein oleh cairan tubuh.

b. Uji Reaksi Formaldehid

Reaksi Acree-RosenheimReaksi formaldehid merupakan uji yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi formaldehid dalam susu. Protein yang mengandung triptofan pada susu, dengan adanya formaldehid, memberikan hasil positif (ditunjukkan dengan cincin berwarna ungu). Adanya formaldehid (mempunyai gugus aldehid) apabila uji ini jika ditambah asam (HCl) dan dipanaskan.

c. Uji Reaksi Protein

Reaksi BiuretReaksi biuret merupakan uji yang dilakukan untuk menunjukkan adanya senyawa yang mengandung gugus amida asam yang berada bersama gugus amida lain atau sebagai pengemulsi. Pada ui biuret larutan protein dibuat alkalis dengan NaOH, kemudian ditambahkan larutan CuSO4 encer. Apabila larutan positif mengandung protein, maka warnanya akan menjadi warna merah atau biru violet.

Reaksi MillonPada uji Millon dilakukan penambahan senyawa Hg ke dalam protein. Setelah ditambahkan Hg, akan dihasilkan endapan putih. Endapan putih dari senyawa merkuri tersebut berubah dapat berubah menjadi merah akibat pemanasan. Endapan yang terbentuk ialah berupa garam kompleks dari tirosin yang ternitrasi. Jika larutan protein yang dianalisis terdapat dalam suasana basa, maka larutan tersebut terlebih dahulu dinetralisasi dengan asam (selain HCl).

Reaksi XantoproteinPada reaksi xantoprotein, larutan asam nitrat pekat ditambahkan dengan hati hati ke dalam larutan Protein. Setelah penambaan tersebut, timbul endapan putih. Kemudian, setelah dipanaskan endapan tersebut akan berubah warnanya menjadi kuning. Penambahan alkali atau amonia pekat mengubah warna zat menjadi jingga. Reaksi yang terjadi pada reaksi ini ialah nitrasi pada inti Benzena yang terdapat pada molekul protein. Reaksi ini positif untuk protein yang mengandung tirosin, fenilalanin dan triptofan.

Reaksi NatriumnitroprusidaNatriumnitroprusida dalam larutan amoniak dapat menghasilkan warna merah dengan protein yang mempunyai gugus SH bebas. Beberapa protein yang memberikan hasil negatif terhadap uji ini, ternyata menjadi positif setelah dipanaskan sampai mengalami koagulasi atau denaturasi. Hal ini menunjukkan proses tersebut menghasilkan gugus SH bebas. Ini juga menunjukkan bahwa protein yang mengandung asam amino sistein juga memberikan hasil positif pada reaksi ini.

3. ANALISIS STRUKTUR

a. Primer Amino acid analysisAmino acid analysis merupakan proses untuk menentukan jumlah masing-masing asam amino dalam protein. Ada empat langkah dalam analisis asam amino, yaitu : Hydrolysis, Derivatization, Separation of derivatized amino acids, Data interpretation and calculations

b. Sekunder Circular dichroism (CD) spectroscopMetode ini mengukur perbedaan penyerapan left-handed polarized light right-handed polarized light. Fungsi dari metode ini ialah menentukan karakteristik struktur sekunder dan struktur tersier, menunjukkan perbandingan konformasi, dan menentukan apakah interaksi protein-protein atau protein-ligan mengubah konformasi protein.

c. Tersier X-Ray CrystallographyX-Ray Crystallography merupakan metode untuk menentukan struktur atom dan molekul dari kristal, di mana atom kristal menyebarkan berkas sinar-X. Pancaran sinar-X yang ditembakkan mengenai suatu protein yang telah dimurnikan atau memiliki kemurnian tinggi sehingga berbentuk kristal. Pancaran gelombang sinar-X yang mengenai struktur kristal protein kemudian akan terhambur. Hamburan sinar-X yang muncul kemudian dibaca dan struktur kristal protein dapat diketahui. Keuntungan menggunakan X-ray cristallography adalah tidak ada batas ukuran protein yang ingin diketahui strukturnya. Namun terdapat kendala yang dihadapi saat ini adalah performa dari instrumen itu sendiri dimana resolusi gelombangnya masih rendah sehingga struktur protein tidak dapat ditentukan secara pasti. Ada 2 cara untuk mendapatkan X-ray cristallography yaitu rotating anode generator dan synchrotron. Berikut merupakan langkah-langkah dalam Protein Crystallography :

1. Purifikasi Protein2. Pembentukan kristal protein3. Difraksi data dengan X-ray crystallography4. Elektron density dan struktur protein.

Gambar 19. Diagram X-Ray Crystallography

NMR Spectroscopy

Gambar 20. Diagram NMR SpectroscopyNMR (Nuclear Magnetic Resonance) atau resonansi magnetik inti) berhubungan dengan karakter inti dari suatu atom dalam suatu molekul yang dianalisis. Pada dasarnya spektrometri NMR merupakan bentuk lain dari spektroskopi absorbsi sama halnya dengan UV-VIS dan IR. Perbedaan NMR Spectroscopy dengan IR dan UV-VIS adalah sistem absorbsi dibawah pengaruh medan magnet. Pada NMR energi radiasi elektromagnetik pada daerah frekuensi radio. Spektroskopi NMR sangat penting dalam analisis kualitatif, khususnya dalam penentuan struktur molekul zat organik. Lebih tepatnya letak suatu atom dalam molekulnya.Seperti yang diketahui semua inti atom bermuatan karena mengandung proton dan juga mempunyai spin inti. Sifat inti atom dan karakter spinnya menyebabkan beberapa inti bersifat magnet. Perputaran elektron pada porosnya (spin) menyebabkan dihasilkan momen dipol magnet. Perilaku dipol magnetik ini dicirikan oleh bilangan kuantum spin inti megnet yang dinyatakan atau diberi simbol I. Apabila inti diletakan pada suatu medan magnet (medan magnet eksternal) maka akan terjadi interaksi inti dengan magnet ekternal tersebut. Interaksinya tergantung pada jenis inti yang berinteraksi. Berikut merupakan kriteria penggunaaan medan magnet pada spektroskopi NMR: Medan magnet harus kuat. Karena kepekaan spektroskopi NMR makin tinggi seiring meningkatnya kekuatan medan magnet. Medan magnet harus cukup homogen terhadap semua sampel yang dianalisis. Apabila tidak terjadi kemogenan medan magnet akan menghasilkan pita-pita yang melebar dan terjadi distorsi sinyal. Medan magnet harus sangat stabil. Dengan kestabilan yang tinggi menjadikan analisis secara akurat dari detik ke detik bahkan hingga orde jam

4. BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL ANALYSIS

a. Denaturasi SuhuSebagian besar mamalia memiliki temperatur optimum bagi tubuhnya untuk menjalankan fungsi biologis pada suhu 37C. Diatas 43C, protein yang dimiliki olehnya akan terdenaturasi secara perlahan. Pada suhu 55C, denaturasi protein berlangsung secara total dalam waktu 1-2 jam, dan pada suhu diatas 95C hanya dibutuhkan waktu beberapa menit. Namun demikian, protein juga dapat terdenaturasi pada suhu ruang apabila berbentuk larutan. Protein akan tetap aktif pada suhu 4C (dalam bentuk es). Berikut ialah beberapa macam protein yang terdenaturasi pada suhu tertentu.

ProteinSuhu

Trypsinogen55C

Pepsinogen60C

Lysozyme72C

Myoglobin79C

Soy Glycinin92C

Oat globulin108C

Pada saat denaturasi suhu, ada panas yang diserap. Fenomena endotermis ini dapat diobservasi dengan DSC untuk mendapatkan suhu denaturasi protein. Untuk dapat diobservasi dengan DSC, larutan sebaiknya diencerkan terlebih dahulu untuk mengurangi interaksi antar molekul.

b. Berat Molekul SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis) SDS-PAGE merupakan metode analisis protein yang banyak digunakan dalam biokimia, forensik, genetika, biologi molekuler, dan bioteknologi untuk pemisahan protein sesuai dengan electroforesis mobilitynya (fungsi dari panjang rantai polipeptida dan muatan). SDS-PAGE menggunakan poliakrilamida untuk memisahkan protein yang bermuatan berdasarkan berat molekulnya saja. Sodium Dodesil Sulfat (SDS) merupakan deterjen ionik yang dapat melarutkan molekul hidrofobik yang memberikan muatan negatif pada keseluruhan struktur protein. Cara kerja SDS-PAGE adalah dengan menghambat interaksi hidrofobik dan merusak ikatan hydrogenPada prinsipnya, SDS-PAGE merupakan suatu metode untuk memisahkan makromolekul seperti asam nukleat dan protein berdasarkan ukuran, muatan listrik dan ciri fisik.

Metode ini diawali dengan preparasi sampel untuk membuat sampel bermuatan sama sehingga muatan tidak memengaruhi pergerakan komponen sampel dalam gel. Preparasi dilakukan dengan cara mendenaturasi protein menggunakan SDS dan memutus ikatan disulfida pada struktur protein menggunakan beta-merkaptoetanol, bila perlu denaturasi didukung dengan memanaskan sampel. Selanjutnya gel poliakrilamida dibuat menggunakan cetakan gel membentuk lembaran segiempat dengan ketebalan tertentu. Setelah sampel dimasukkan dalam sumur gel, gel dialiri arus listrik sehingga komponen yang terdapat dalam sampel akan terpisah melewati matriks gel berdasarkan berat molekulnya

Gambar 21. Gel yang telah diberi pewarna Commasie Brilliat BlueUntuk melihat pita komponen yang terbentuk, gel perlu diwarnai dengan pewarna khusus. Beberapa pewarna

yang dapat digunakan dalam SDS-PAGE adalah Commasie Brilliat Blue. Commasie Brilliant Blue mengikat protein secara spesifik dengan ikatan kovalen.

FPLC (Fast Protein Liquid Chromatography) FPLC merupakan bentuk kromatografi cair yang sering digunakan untuk menganalisis atau memurnikan campuran protein. Seperti dalam bentuk lain dari kromatografi , pemisahan ini dimungkinkan karena komponen yang berbeda dari campuran memiliki afinitas yang berbeda. Ada fase gerak dan fase diam. Pada FPLC, fase gerak adalah suatu larutan buffer, yang kemudian melewati padat berpori (fase diam) seperti resin yang biasanya cross-linked agarosa, dikemas ke dalam gelas silinder atau kolom plastikLaju aliran penyangga dikendalikan oleh pompa positive-displacement dan biasanya dipertahankan konstan, sedangkan komposisi buffer dapat divariasikan.

APLIKASI PROTEIN

ABSTRAKPenggunaan protein sebagai enzim pada bidang industri misalnya pada proses bleaching, refining of thermo-mechanical pulp (TMP), pitch control of TMP, dienking dan stickies control pada pembuatan kertas, pembuatan plastik dengan menggunakan whey protein dan deterjen. Pemanfaatan pada bidang pangan misalnya protein sel tunggal. Dan pada bidang kesehatan, aplikasi protein digunakan untuk biosensor glukasa untuk pendeteksi penyakit diabetes mellitus.KATA KUNCI : Protein, industri, protein sel tunggal, biosensor glukosa.I. DALAM BIDANG INDUSTRIPembuatan Kertas1. Bleaching pada Pembuatan kertasKertas merupakan sesuatu yang tidak pernah lepas dari kehidupan sehari-hari manusia. Dalam pembuatan digunakan bahan baku utama berupa pulp yang berasal dari hasil pengolahan serat tumbuhan. Didalam pengolahannya, diperlukan pengolahan serat campuran antara selulosa, hemiselulosa dan lignin untuk menghasilkan pulp dengan kualitas yang baik. Produksi pulp biasanya dilakukan dengan proses kraft, yaitu dengan menggunakan perlakuan suhu dan pH yang tinggi untuk mendegradasi dan melarutkan lignin yang berasosiasi dengan selulosa dan hemiselulosa. Pulp hasil produksi menggunakan metode kraft berwarna kecoklatan yang disebabkan oleh residu lignin dan turunan lignin (Shohamet al., 1993). Karena pulp yang dihasilkan melalui metode kraft berwarna kecoklatan, maka untuk mengatasi hal tersebut, industri melakukan pemutihan menggunakan agen pemutih yaitu klorin. Klorin biasa digunakan untuk pemutihan pulp karena murah dan efektif untuk memutihkan pulp. Namun, penggunaan klorin dapat menyebabkan pencemaran lingkungan dan memerlukan perlakuan khusus pada limbah yang dihasilkan. Oleh karena itu, dilakukan upaya untuk mengurangi dan menggantikan penggunaan klorin, salah satunya adalah dengan menggunakan agen biobleching.Agen biobleaching ini merupakan molekul protein yang berfungsi sebagai biokatalisator yang mampu mengurangi penggunaan klorin di industri kertas. Biokatalisator yang berfungsi sebagai agen biobleaching industri kertas adalah enzim xilanase yang dapat dihasilkan oleh mikroorganisme. Enzim xilanase dapat digunakan sebagai agen biobleaching karena enzim xilanase mampu memotong ikatan antara xilan pada selulosa yang berikatan dengan lignin, sehingga dengan memotong xilan menjadi monomernya dapat melepaskan lignin dengan selulosa. Mikroorganisme juga dapat menghasilkan enzim xilanase yang mampu menghidrolisis xilan menjadi gula-gula sederhana yaitu xilosa. Penggunaan enzim xilanase dalam proses kraft diperlukan karakteristik yang tertentu untuk menyesuaikan dengan proses kraft dimana proses kraft ini berlangsung pada pH dan suhu tinggi. Jika enzim xilanase yang digunakan dalam proses kraft tidak memiliki stabilitas yang tinggi terhadap pH dan suhu tinggi, maka penggunaan enzim xilanase di industri kertas tidak dapat dilakukan secara efektif, karena jika pH dan suhu dalam proses kraft disesuaikan dengan pH dan suhu optimum enzim maka proses kraft tidak berjalan maksimal.Enzim-enzim pendegradasi xilan disebut enzim xilanolitik atau enzim xilanase. Macam-macam enzim xilanase antara lain: enzim ekso dan endo--xilanase (EC.3.2.1.8), enzim -xilosidase (EC.3.2.1.37), enzim -L-arabinofuranosidase (EC.3.2.1.55). Enzim endo--xilanase mampu memutus ikatan -1,4 pada bagian rantai utama xilan melalui bagian dalam rantai xilosa menghasilkan xilooligosakarida. Enzim exo-xilanase memotong rantai xilosa dari luar rantai panjang menghasilkan produk utama xilosa dan xilooligosakarida rantai pendek. Enzim -xilosidase memotong xilooligosakarida rantai pendek menjadi xilosa. Enzim -L-arabinofuranosidase memotong ikatan -1,3 arabinofuranosidik pada rantai samping polimer xilan.2. Refining of Thermo-mechanical Pulp (TMP)Refining adalah proses mekanis di mana serpihan kayu dipisahkan menjadiserat bebas. Pada proses ini digunakan listrik dalam jumlah yang besar. Enzim yang berperan pada proses ini adalah enzim selulosa. Enzim selulose bertindak pada selulosa dalam serat kayu dan melembutkan chip kayu sehingga waktu penyulingan yang diperlukan dapat dipersingkat dan listrik yang digunakan lebih sedikit (Pere et al. 2000).3. Pitch control of TMPPitch deposit adalah masalah umum dalam pembuatan kertas dari pulp TMP karena mereka menurunkan kualitas kertas dan menggoyahkan pengoperasian mesin pembuat kertas. Masalah dapat dibatasi oleh seasoning kayu dan dengan penambahan bedak. Namun, enzim lipase mampu mendegradasi pitch, dan kontrol pitch enzimatik telah memperoleh penerimaan pada skala pabrik karena penghematan biaya besar akibat berkurangnya downtime (Chen et al. 2001 dan Hata et al. 1996).4. Proses Deinking Kertas

Saat ini bahan baku untuk membuat kertas semakin langka, akibatnya harga barang baku pembuatan kertas tersebut semakin mahal. Salah satu alternatif untuk mengatasi kelangkaan dan semakin mahalnya bahan baku kertas dari pulp asli (virgin pulp), yaitu dengan pemakaian kembali kertas bekas sebagai bahan baku kertas. Untuk memperoleh serat dari kertas bekas biasanya dilakukan melalui proses deinking. Proses deinking yaitu proses penghilangan tinta dari serat. Proses penghilangan tinta secara konvensional dilakukan dengan menggunakan bahan kimia. Hal ini tentunya akan berdampak buruk terhadap lingkungan karena akan menghasilkan limbah. Seiring dengan perkembangan pada bidang bioteknologi, diketahui bahwa proses deinking ini dapat dilakukan dengan menggunakan enzim. Penggunaan enzim dalam proses penghilangan tinta dapat mengurangi penggunaan bahan kimia dan pengolahan air limbah. Selain itu, pemakaian enzim dapat memberikan keuntungan lain, yaitu drainage stock lebih cepat, mempercepat waktu penggilingan, derajat putih yang dihasilkan mendekati/melebihi derajat putih yang diperoleh dengan proses konvensional.Kertas koran mengandung sekitar 80-85 % pulp mekanis dan 15-20 % pulp kimia yang berfungsi untuk meningkatkan kekuatan kertas. Kontaminan utama pada kertas koran bekas adalah tinta cetak yang umumnya terdiri dari pigmen atau butiran tinta yang berperan sebagai pembawa warna berbentuk partikel padatan kecil, vehicle atau zat pembawa pigmen berfungsi mengalirkan pigmen tinta pada kertas selama pencetakan sehingga dapat berikatan dengan serat. Vehicle umumnya berupa resin, minyak nabati, dan larutan volatil. Sistem pencetakan pada kertas memakai tinta dengan zat pembawa pigmen tidak mengering tetapi hanya diadsorpsikan pada serat dan dicetakkan pada kertas yang tidak disalut (uncoated). Zat pembawa pigmen tersebut dapat disabunkan dengan alkali untuk melepaskan pigmen sehingga partikel karbon pecah menjadi partikel-partikel halus yang dapat dihilangkan secara efisien dengan proses deinking konvensional yakni cara flotasi atau washing. Dengan perkembangan dalam bidang bioteknologi, biodeinking dapat dilakukan dengan menggunakan enzim selulase dan hemiselulase untuk menghilangkan kontaminan tinta dari kertas bekas karena lebih ramah lingkungan dan tidak banyak limbah dari penggunaan bahan kimia. Menurut Lee dkk, sifat struktur dari bahan selulosa merupakan faktor terpenting dalam mempelajari sistem selulosa-selulase karena hidrolisa secara enzimatis terhadap selulosa sebagian besar tergantung pada bahan kimia alam dan struktur fisik dari substrat selulosa. Kecepatan reaksi hidrolisa enzimatik dipengaruhi oleh kristalinitas substrat, asesibilitas enzim, luas permukaan spesifik, derajat polimerisasi dan unit dimensi sel dari bahan selulosa.Berdasarkan Oltus et.al, reaksi selulase adalah pemutusan rantai serat. Sedangkan berdasarkan Prommier dkk, enzim menyerang permukaan serat menghasilkan efek peeling. Bila efek ini dibatasi dan dikontrol, enzim hanya akan memindahkan elemen-elemen kecil atau campuran yang mempunyai afinitas lebih besar terhadap air tetapi yang kontribusinya kecil terhadap ikatan hidrogen dari serat. Menurur Jackson dkk, enzim jenis selulase dapat memflokulasi fine (serat yang berukuran kurang dari 75 m) dan partikel-partikel kecil serat. Fine akan dihidrolisa mengakibatkan peningkatan derajat giling (freeness), dan permukaan serat menjadi bersih dari fibril dan partikel-partikel. Hal yang menarik dari penggunaan enzim pada proses deinking adalah pembatasan penggunaan bahan kimia seperti NaOH, Na2SiO3, H2O2, chelating agent, sehingga beban COD dan BOD limbah cair dapat berkurang. Kebanyakan penggunaan enzim pada proses deinking terpusat sekitar kertas koran atau pulp mekanis lainnya.Penggunaan enzim selulose-hemiselulose pada proses deinking pada kertas koran bekas dapat meningkatkan nilai derajat putih lembaran sekitar 10,2-17,5%. Peningkatan ini terjadi karena aktivitas enzim yang bekerja pada tinta dan permukaan serat, melemahkan ikatan antar serat sehingga tinta yang melekat pada serat ikut terlepas, dengan adanya kolektor pada proses flotasi tinta tersebut terangkat kepermukaan bersama gelembung udara untuk dipisahkan. Dari proses pemutihan yang dilakukan menghasilkan lembaran dengan nilai derajat putih naik sekitar 2,8%, hal ini terjadi disebabkan H2O2 mendegradasi dan mengubah kromofor lignin dimana lignin merupakan salah satu faktor penyebab nilai derajat putih yang rendah. Penggunaan enzim juga dapat menurunkan jumlah noda pada lembaran yang disebabkan karena terjadi degradasi pada permukaan serat oleh enzim sehingga melemahkan ikatan antar serat dan akibatnya serat terpisah satu dengan lainnya. Kejadian ini mempermudah pelepasan partikel tinta dari serat sehingga lembaran yang dihasilkan menjadi lebih bersih dari noda.

5