BIOKIMIA 1

Pertemuan 5: Peptida Pembentukan dan Penentuan Urutan asam aminoJURUSAN PENDIDIKAN KIMIA-UPI

Asam amino: Unit dasar protein

R NH3+ C COOAmino group

H

Carboxylic acid group

Perbedaan rantai samping, R, menentukan sifat keduapuluh asam amino.

Asam amino

Pembentukan Ikatan Peptida Melalui Reaksi DehidrasiNH2

1

COOHkarboimida

NH2

2-H2O

COOH

Dehidrasi

O NH2

1

C N H

2

COOH

Ikatan PeptidaUmumnya terdapat dalam bentuk konformasi trans Memiliki karakter ikatan rangkap sebesar 40% Memiliki panjang ikatan sekitar 0.133 nm, lebih pendek dibandingkan ikatan tunggal, tetapi lebih panjang jika dibandingkan ikatan rangkap Dimilikinya karakter ikatan rangkap menyebabkan keenam atom pada ikatan peptida terdapat dalam bentuk planar N bersifat parsial positif sedangkan O bersifat parsial negatif

PeptidaPolimer pendek dari asam amino unit asam amino yang terikat pada peptida disebut residu 2 residu - dipeptida 3 residu - tripeptida 12-20 residu - oligopeptida Banyak - polipeptida

Beberapa asam amino dan peptida

PolipeptidaPolimer linier (tidak bercabang) Monomer-monomer AA berikatan antara kepala (gugus karboksil) dengan ujung (gugus amino) Residu-residu terminal/ujung:Gugus asam amino bebas (N-terminal) Dituliskan di sebelah kiri Gugus karboksilat bebas (C-terminal) Dituliskan di sebalah kanan

Nilai pKa AA pada polipeptida sedikit berbeda dengan nilai pKa AA bebas

Tatanama PeptidaPembacaan dimulai dari ujung amino bebas/ujung N (NH3+) Nama residu asam amino sebelum ujung C diberi akhiran -il Residu asam amino ujung C/ C-terminal menggunakan nama asam amino Untuk peptida pendek dan asam amino, tatanama lebih banyak menggunakan singkatan tiga huruf. Urutan peptida yang sudah diketahui dipisahkan dengan tanda titik atau strip. Pada polipeptida atau protein, singkatan satu huruf lebih banyak digunakan dan tidak dipisahkan dengan tanda titik atau strip

Contoh

(GA)

Learning CheckTentukan nama dari tetrapeptida berikut menggunakan singkatan tiga huruf dan nama asam aminoCH3 CH3 CH CH3 CH3 O H3N CH C N H CH O CH C N H SH CH2 O CH C N H S CH2 CH2 OCH C O

Learning CheckGambarkan rumus struktur masing-masing peptida berikut :A. Metionilasam aspartat B. Alaniltriptofan C. Metionilglutaminillisin D. Histidilglisilglutamilalanin

Penentuan urutan asam amino/Sekuensing ProteinPenentuan struktur primer AA Perlu diketahui struktur 3D-nya Memberikan pemahaman yang mendalam tentang fungsi protein Langkah umum penentuan AA:Denaturasi protein Pemotongan protein menjadi segmen-segmen pendek Tentukan urutan AA segmen

Animasi

Analisis ujungIdentifikasijumlah residu AA of terminal AAsNumber of chains/sJumlah rantai atrau sub unit

Identifikasi AA spesifik aDansil klorida/dabsil klorida Metode Sanger(FDNB) Degradasi Edman (PITC)

Bovine insulin

Dansil KloridaReaksi dengan amina ujung bebasUjung NN O

+

H2N

CH R

C

Menghasilkan polipeptidapolipeptida terdansilasi Dansyl AA dapat diiidentifikasi spektrometeri dan florometri (Floresen kuning) Metode yang berguna untuk menentukan uruta protein

SO2 Cl

N

N

HCl +

H3O+ + other free AAs

SO2 HN CH R

O C

SO2 HN CH R

O C OH

Dansil klorida and FDNBHasilnya sama dengan dansil klorida Dansil korida 1-Fluoro-2,4dinitrobenzen (FDNB)Metode SangerN N N O S O Cl

Degradasi EdmanFenilisotiosianat(PITC) Reaksi dengan ujung-N AA akan menghasilkann suatu feniltiokarbamil (PTC) Penambahan TFAA (pelarut/katalis) untuk memutus residu ujung-N tanpa menghidrolisa asam amino lainnya

Fragmentasi proteinPembentukan fragmen-fragmen pendek protein untuk memudahkan analisis sekuens Proses:Fragmentasi protein menjadi fragmen-fragmen pendek yang spesifikSecara kimia atau enzimatik Pemutusan ikatan disulfida

Pemurnian fragmen Analisis urutan aa setiap fragmen Menentukan urutan fragmen dan posisi ikatan disulfida yang mungkin terdapat

Pemutusan Ikatan disulfidaOksidasi dengan asam performatO H C O OH

Residu Cys membentuk asam sisteat Asam kurang ideal karena dapat menghidrolisis residu lain.

Pemutusan Ikatan disulfidaReduksi dengan mercaptans (-SH)2-merkaptoetanolHSCH2CH2OH

Dithiothreitol (DTT)HSCH2CH(OH)CH(OH)CH2SH

Residu sistein terbentuk kembali Oksidasi gugus tiol dengan iodoasetat (ICH2CO2-) untuk mencegah pembentukan kembali ikatan disulfida

HidrolisisPemutusan semua ikatan peptida Dapat dilakukan dengan menggunakan :Enzim Asam Basa

Setelah hidrolisis :Identifikasi menggunakan kromatografi Penentuan jumlah aa menggunakan spektroskopi atau floresensi

Kelemahan :Hanya menunjukkan AA yang ada dan tidak menunjukkan secara pasti urutannya. Asam atau basa dapat mendegradasi/memodifikasi residu-risidu lainnya Dapat merusak enzim yang merupakan protein fungsional

Pemutusan secara enzimatik dan kimiawiEnzimatikEnzim dapat memecah protein menjadi peptidapeptida pendek EndopeptidaseMengkatalisis hidrolisis ikatan-ikatan peptida internal

KimiawiPereaksi kimia digunakan untuk memecah polipeptidaSianogen bromida (BrCN)

An example

Contoh Soal : Prinsip Overlapping

Contoh Soal : Prinsip Overlapping

Sequence ???

Contoh SoalSebuh protein dipotong dengan CNBr menghasilkan sekuens di bawah ini:Arg-Ala-Tyr-Gly-Asn Leu-Phe-Met Asp-Met

Protein yang sama dipotong dengan kimotripsin menghasilkan sekuens di bawah ini: :Met-Arg-Ala-Tyr Asp-Met-Leu-Phe Gly-Asn

Tentukan urutan protein tersebut?

Contoh Soal