Nama : Abdul GhafurNIM : 103234049Kelas : Kimia A 2010

Rangkuman Materi Kuliah Tamu BiokimiaTema : Biodiversitas ProteinJudul : Basic and Future of Protein

Biodiversitas protein adalah keanekaragaman protein. Keanekaragaman protein ini dapat diperoleh melalui modifikasi protein dengan berbagai cara misalnya mutagenesis, rekayasa genetika dan lain-lain. Modifikasi protein ini dapat menghasilkan berbagai jenis protein yang memiliki sifat-sifat tertentu, misalnya protein yang lebih tahan panas. Salah satu metode yang digunakan untuk merekayasa protein yaitu PCR (Polimerase Chain Reaction). Dengan PCR ini dapat diperoleh suatu protein yang lebih baru dari yang ada di alam atau bisa disebut novel protein. Beberapa aplikasi dari protein yaitu dapat diterapkan melalui terapeutik, diagnostik dan katalis industri.1. TerapeutikMikroorganisme memiliki sifat resisitensi, yaitu gejala dimana suatu mikroorganisme sudah tidak dapat diobati oleh suatu obat yang sebelumnya dapat mematikan mikroorganisme tersebut. Salah satu penyebabnya karena mikroorganisme tersebut berlindung pada suatu bahan yang dibuat oleh mikroorganisme itu sendiri untuk melindungi dirinya, yaitu sebuah matriks ekstra sel. Sekarang ini terdapat suatu kasus dimana suatu mikroorganisme tertentu dapat menyebabkan suatu berbagai penyakit dan mikroorganisme tersebut memiliki sifat resisten, yaitu mikroorganisme yang disebut Candida dan penyakitnya disebut candidiesis.Artinya penyakit tersebut walaupun di obati akan kambuh lagi dan kambuh lagi karena adanya biofilm yang berperan sebagai pelindung bagi mikroorganisme tersebut, salah satu contohnya yaitu penyakit HIV AIDS. Didalam pelindung tersebut akan terjadi mutasi-mutasi yang mana dapat meningkatkan kemampuan resistensi dari mikroorganisme tersebut, dan mutasi-mutasi itu akan memperparah penyakit tersebut. Oleh karena itu perlu dilakukan peniadaan dari biofilm tersebut dengan cara meninjau kandunan protein yang terdapat dalam biofilm tersebut.Biofilm tersebut merupakan polimer dari glukosa yang dihasilkan oleh enzim yang namanya Bgl II. Bgl II tersebut terdapat pada membran sel yang mana jika terdapat substrat glukosa, maka glukosa tersebut akan masuk ke sisi aktif dari enzim ini. Kemudian gabungan rankaian enzim dan glukosa tersebut diubah menjadi polimer glukosa yang merupakan matriks ekstra sel yang merupakan pelindung dari mikroorganisme tersebut.Untuk mencegah Bgl II tersebut agar tidak membentuk matriks sebagai perlindungan mikroorganisme, maka dilakukan screening untuk mendapatkan suatu senyawa yang dapat menghambat pembentukan matriks tersebut. Penghambatan ini dilakukan melalui peran senyawa penghambat dengan cara masuk ke sisi aktif enzim, sehingga glukosa yang merupakan substrat dari enzim Bgl II tidak dapat masuk karena adanya persaingan dari senyawa penghambat tersebut. Salah satu dari senyawa penghambat tersebut adalah vitamin C.

2. DiagnostikDimulut kita terdapat esmultan yang juga berlindung didalam biofilm sehingga esmultan tersebutdapat mengakibatkan karies gigi. Untuk mengetahui apakah seseorang memiliki kecenderungan terkena karies tinggi atau rendah, maka diperlukan suatu diagnosa. Diagnosa ini berhubungan dengan antibodi terhadap esmultan yang dimiliki oleh setiap orang. Apabila antibodi yang dimiliki bagus, maka esmultan tersebut tidak akan dapat hidup berlama-lama didalam rongga mulut. Maka dilakukan penelitian didalam laboratorium dengan membuat suatu biofilm yang identik dengan yang terdapat didalam mulut untuk diketahui kandungan proteinnya. Dalam penelitian ini digunakan metode elektroforesis untuk mengetahui protein yang berperan sebagai zat antibodi. Protein yang memilki peran sebagai zat antibodi tersebut disebut antigenik yang memiliki prospek untuk digunakan sebagai biomarker untuk mendeteksi apakah seseorang memilki reksiko karies atau tidak. Dan pendeteksian tersebut dilakukan dengan cara biosensor.

3. Katalis IndustriMerupakan sebuah enzim yang dihasilkan didalam sel sebuah mikroba dan enzim tersebut tetap bisa beraktivitas seperti awalnya walaupun telah berada diluar selnya. Misalnya yaitu enzim luciferase pada kunang-kunang. Banyak industri yang menggunakan enzim industri karena dapat mendatangkan keuntungan dari segi produksi, terutama dalam proses pengolahan dengan dasar green chemistry sehingga tidak perlu menggunakan reagen-reagen yang dapat menimbulkan polusi.

Aplikasi protein sangatlah luas, sehingga banyak orang yang mencari pemanfaatan dari protein yang dapat berguna bagi kehidupan manusia. Salah satunya yaitu imobilisasi enzim sehingga diperoleh jenis enzim tertentu yang dapat lebih bermanfaat bagi manusia, yaitu kristal enzim dan enzim yang telah di cross-link. Selain itu masih terdapat aplikasi protein yang lainnya, yaitu mutagenesis dan evolusi protein yang digunakan untuk mencapai biodiversitas protein dan memperoleh protein novel. Protein novel diperoleh dengan merubah-ubah komposisi dari protein sehingga diperoleh protein yang baru.

Biodiversitas protein.Biodiversitas protein sangatlah bermacam-macan, seperti enzim, hemoglobin, kolagen, elastin dan lain-lain. Dan keanekaragaman tersebut tergantung dari struktur dan sifat proteinnya serta urutan asam aminonya. Karakteristik itu seperti halnya apakah suatu protein termasuk dalan protein serat atau globular yang dapat dihubungkan dengan sifat liofob atau liofil dari protein tersebut.Jika protein tersebut merupakan protein serat, maka tidak ada pelipatan dalam rangkaian protein tersebut sehingga ujung-ujung liofob dari protein tersebut terdapat dibagian luar semua dan megakibatkan protein tersebut tidak larut dalam air. Sedangkan jika protein tersebut termasuk dalam jenis protein globular maka terdapat pelipatan dalam rangkaian protein tersebut sehingga ujung-ujung liofob dari protein termbunyi didalam pelipatan tersebut dan hanya ujung liofil yang terdapat diluar, akibatnya protein jenis ini akan larut dalam air.Selain itu ke-20 jenis asam amino yang dimiliki oleh protein saat membentuk suatu polipeptida juga menentukan bagaimana bentuk dari suatu protein, misalnya apakah protein tersebut akan berbentuk keras seperti cula badak ataukah berbentuk lunak seperti sebuah telur. Yang menentukan keras tidaknya bentuk dari suatu protein yaitu struktur kuartener dari protein tersebut. Jika pada struktur kuartener protein tersebut terdapat banyak ikatan silang, maka semakin keras bentuk dari protein tersebut.

Mutagenesis.Mutagenesis adalah berubahnya urutan dari suatu DNA sehingga menimbulkan sifat-sifat yang baru. Selain itu, mutagenesis dapat menghasilkan protein yang termodifikasi. Yang sering dilakukan yaitu directed mutagenesis misalnya selular mutagenesis yang dapat dilakukan melalui sinar UV, sinar X dan senyawa-senyawa kimia tertentu. Misalnya mutagenesis secara invitro pada suatu DNA yang dimodifikasi, di kloning, dan diambil gen nya. Lalu DNA yang sudah termutasi tersebut dikembalikan kedalam sel awalnya agar menghasilkan protein. Misalnya ditransformasi pada sel ecoli dimana akan menghasilkan mutan yang mana diseleksi lagi sehingga diperoleh mutan yang sesuai dengan harapan kita.Contoh lain yaitu didalam detergen yang terdapat enzim yang disebut dengan biodetergen. Yang perlu ditanyakan pada kasus ini kenapa enzim tersebut tahan terhadap bahan-bahan dari detergen yang salah satunya yaitu bahan bleaching yang memiliki sifat oksidasi, padahal enzim sangatlah rentan terhadap oksidasi. Bagian enzim yang rentan terhadap oksidasi adalah metionin dan serin, dimana jika bagian tersebut teroksidasi maka aktivitas enzim akan menurun. Dan jika bagian metionin dan serin tersebut mengalami subtitusi dengan dengan alanin, maka enzim tersebut akan tahan terhadap bahan-bahan bleaching.Salah satu aplikasi lainnya yaitu ditemukannya bakteri penghancur limbah plastik. Dasar dari aplikasi ini yaitu dengan memodifikasi protein yang terkandung didalam bakteri tersebut. Dari koloni bakteri tersebut di uji dan di seleksi untuk diambil bakteri yang memiliki aktifitas pendegradasi tertinggi. Bakteri yang alami ini proses pendegradasiannya masih terbilang cukup lama, tetapi jika dilakukan mutagenesis gen dari bakteri dan dikloning serta direkombinasi, maka akan didapatkan mutan yang memiliki aktifitas pendegradasi yang jauh lebih bagus dan cepat dibandingkan yang darii alam.