TUGAS ENZIMOLOGI DAN REKAYASA PROTEIN

Dosen : Prof. Dr. Titania T. Nugroho, MS

OLEH

HAIYUL FADHLI

PROGRAM PASCA SARJANA JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS RIAUPEKANBARU

2011Translated version of tugas gapuaaak eng.doc

HAL 882 HAL 882

Gambar 30,31 Siklus Sasaran SRP. (1) sintesis protein dimulai pada ribosom bebas. (2) setelah urutan sinyal telah keluar dari ribosom, itu adalah boundby SRP, dan sintesis protein perhentian (3) ribosom kompleks dermaga-SRP dengan SRP reseptor di membran ER. (4) SRP dan reseptor SRP menghidrolisis GTPs terikat secara bersamaan. resume sintesis protein dan SRP bebas untuk mengikat urutan sinyal lain. peptidase sinyal dapat menghapus urutan sinyal karena memasuki lumen ER. (6) sintesis protein berlanjut sebagai protein yang disintesis langsung ke ER. (7) Setelah menyelesaikan sintesis protein, ribosom dilepaskan dan terowongan protein dalam translocon menutup

The interactions of the components of the translocation machinery are shown in Figure 30.31. Interaksi komponen dari mesin translokasi diperlihatkan pada Gambar 30,31. for the SRP-SR complex to form, both the SRP54 and the SRa subunits of SR must bind GTP. untuk-SR kompleks SRP untuk membentuk, baik SRP54 dan subunit SRa SR harus mengikat GTP. For the SRP-SR complex to then deliver the ribosome to the translocon, the two GTP molecules-one in SRP and the other in SR-are aligned in what is essentially an active site shared by the two proteins. Untuk-SR kompleks SRP untuk kemudian memberikan ribosom untuk translocon, dua GTP molekul-satu di SRP dan yang lainnya di SR-yang selaras dalam apa yang pada dasarnya situs aktif bersama oleh dua protein. After the ribosome has been passed along to the free to search for another signal sequence to begin a cycle anew. Setelah ribosom telah diteruskan kepada bebas untuk mencari urutan sinyal lain untuk memulai siklus baru. Thus, SRP acts catalytically. Dengan demikian, SRP tindakan katalis. The signal peptidase, which is associated with the translocon in the lumen of the ER, removes the signal sequence from most proteins. The peptidase sinyal, yang berhubungan dengan translocon dalam lumen UGD, menghilangkan urutan sinyal dari kebanyakan protein.

TRANSPORT VESICLES CARRY CARGO PROTEINS TO THEIR FINAL DESTINATION Vesikula ANGKUTAN BARANG BAWA PROTEIN FINAL ATAS TUJUAN MEREKA

As the proteins are synthesized, they fold to form their three-dimensional structures in the lumen of the ER. Sebagai protein disintesis, mereka kali lipat menjadi bentuk tiga-dimensi struktur mereka dalam lumen UGD. Some proteins are modified by the attachment of N-linked carbohydrates. Beberapa protein yang diubah oleh lampiran-link karbohidrat N. Finally, the proteins must be sorted and transported to their final destinations. Akhirnya, protein harus dipilah dan dikirim ke tujuan akhir mereka. Regardless of the destination, the principles of transport are the same.transport is

mediated by transport vesicles that bud off the endoplasmic reticulum (Figure 30.32). Terlepas dari tujuan, prinsip-prinsip transportasi same.transport yang dimediasi oleh vesikula transportasi yang tunas dari retikulum endoplasma (Gambar 30.32). Transport vesicles from the ER carry their cargo (the protein) to the Golgi complex, where the vesicles fuse and deposit the cargo inside the complex. vesikula Transportasi dari ER membawa kargo mereka (protein) ke kompleks Golgi, di mana sekering vesikel dan deposit kargo di dalam kompleks. There the cargo proteins are modified-for instance, by the attachment of carbohydrates (p. 317). Ada protein kargo yang dimodifikasi-misalnya, dengan lampiran dari karbohidrat (hal. 317). From the Golgi complex, transport vesicles carry the cargo proteins to their final destination, as shown in figure 30.32. Dari kompleks Golgi, vesikel transportasi membawa protein kargo ke tujuan akhir mereka, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 30.32.

HAL 883 HAL 883

Bagaimana protein yang berakhir di tujuan yang benar? Sebuah sintesis protein baru akan mengapung di dalam lumen ER sampai mengikat ke protein membran yang tidak terpisahkan disebut reseptor kargo. Ini disekap mengikat protein kargo ke wilayah kecil membran yang kemudian dapat membentuk membran tunas. tunas akan membawa protein ke membran tujuan-plasma spesifik, lisosom, atau eksterior sel. The key assuring that the protein reaches the proper destination is that the protein must bind to a receptor in the ER region associated with the protein's destination. Kunci meyakinkan bahwa protein mencapai tujuan yang tepat adalah bahwa protein harus mengikat reseptor di wilayah ER yang berhubungan dengan protein's tujuan. To ensure the proper match of protein with ER region, cargo receptors recognizevarious characteristics of the cargo protein, such as a particular amino acid sequence or an added carbohydrate. Untuk memastikan pertandingan yang tepat dari protein dengan wilayah ER, kargo reseptor recognizevarious karakteristik dari protein kargo, seperti urutan asam amino tertentu atau karbohidrat tambahan.

The formation of buds is facilitated by the binding of coat proteins (COPs) to the cytoplasmic sde of the bud. Pembentukan tunas difasilitasi oleh pengikatan protein mantel (COP) ke SDE sitoplasma dari tunas. The coat proteins associate with one another to pinch off the vesicle. Mantel protein bergaul dengan satu sama lain untuk menggentas vesikel tersebut. After the transport vesicle has formed and is released, the coat proteins are shed to reveal another integral protein called v-SNARE (“v” for vesicle). Setelah vesikel transportasi telah membentuk dan dilepaskan, protein mantel adalah gudang untuk mengungkapkan terpisahkan protein lain yang disebut v-snare ("v" untuk vesikel). V-SNARE will bind to a particular t- SNARE (“ t ” for target) in the target membrane. V-snare akan mengikat ke jerat-t tertentu ("t" untuk target) pada membran sasaran. This binding leads to the fusion of the transport vesicle to the target membrane, and the cargo is delivered. Ini mengarah mengikat fusi dari vesikel transpor pada membran target, dan kargo disampaikan. Thus, the assignment of identical v-SNARE proteins to the same region of the ER membrane causes an ER region to be associated with a particular destination. Dengan demikian, tugas protein

v-snare identik dengan daerah yang sama dari membran ER menyebabkan daerah ER dikaitkan dengan tujuan tertentu.

Figure 30.32 protein-sorting pathways. Gambar 30.32 protein-menyortir jalur. Newly synthesized proteins in the lumen of the ER are collected into membrane buds. sintesis protein baru dalam lumen ER yang dikumpulkan ke dalam tunas membran. These buds pinch off to form transport vesicles. Menggentas tunas ini untuk membentuk vesikula transportasi. The transport vesicles carry the cargo proteins to the Golgi complex, where the cargo proteins are modified. Vesikula transportasi membawa protein kargo ke kompleks Golgi, di mana protein kargo yang dimodifikasi. Transport vesicles then carry the cargo to the final destination as directed by the v-SNARE and t-SNARE proteins. Transportasi vesikula kemudian membawa kargo ke tujuan akhir seperti yang diarahkan oleh v-snare dan t-snare protein.

Hal 880 880 hal

30.6 RIBOSOMES BOUND TO THE ENDOPLASMIC RETICULUM MANUFACTURE SECRETORY AND MEMBRANE PROTEINS 30,6 ribosom DIIKAT ATAS retikulum endoplasma INDUSTRI DAN PROTEIN MEMBRAN SEKRETORI

A newly synthesized protein in E.coli can stay in the cytoplasm or it can be sent to the plasma membrane, the outer membrane, the space between them, or the extracellular medium. Sebuah sintesis protein baru pada E.coli bisa tinggal di sitoplasma atau dapat dikirim ke membran plasma, membran luar, ruang antara mereka, atau media ekstraseluler. Eukaryotic cells can direct proteins to internal sites such as lysosomes, mitochondria, chloroplasts, and the nucleus. sel eukariotik bisa langsung protein ke situs internal seperti lisosom, mitokondria, kloroplas, dan inti. How is sorting accomplished? Bagaimana sorting dicapai? In eukaryotes, a key choice is made soon after the synthesis of a protein begins. Pada eukariota, pilihan utama adalah dilakukan segera setelah sintesis protein dimulai. The ultimate destination of a protein depends broadly on the location of the ribosome on which it is being synthesized. Tujuan utama protein tergantung luas pada lokasi ribosom pada yang sedang disintesis.

In eukaryotic cells, a ribosome remains free in the cytoplasm unless it is directed to the endoplasmic reticulum (ER), the extensive membrane system that comprises about half the total membrane of a cell. Pada sel eukariotik, ribosom yang tetap bebas dalam sitoplasma kecuali diarahkan ke retikulum endoplasma (ER), sistem membran yang luas yang terdiri dari sekitar setengah dari total membran sel. The region that binds ribosoms is called the rough ER because of its studded appearance, in contrast with the s mooth ER, wich is devoid of ribosomes (figure 30.28). Daerah yang mengikat ribosoms disebut ER kasar karena bertabur penampilannya, berbeda dengan ER mooth s, yang tidak memiliki ribosom (gambar 30,28). free ribosome synthesize

protein that remain within the cell, either within the cytoplasm or directed to organelles bounded by a double membrane, such as the nucleus, mitochondria and chloroplasts. ribosom bebas mensintesis protein yang tetap di dalam sel, baik dalam sitoplasma atau diarahkan untuk organel yang dibatasi oleh membran ganda, seperti mitokondria, nukleus dan kloroplas. Ribosomes bound to the ER usually synthesize protein destined to leave the cell or to at least contact the cell exterior from a position in the cell membrane. Ribosom terikat ke UGD biasanya mensintesis protein ditakdirkan untuk meninggalkan sel atau untuk setidaknya menghubungi bagian luar sel dari posisi pada membran sel. These proteins fall into three major classes: secretory proteins (protein exported by the cell), lysosomal proteins, and protein spanning the plasma membrane. Protein ini jatuh ke dalam tiga kelompok utama: protein sekresi (protein diekspor oleh sel), protein lisosomal, dan protein yang mencakup membran plasma. Virtually all integral membrane proteins of the cell, except those located in the membranes of mitochondria and chloroplasts, are formed by ribosomes bound to the ER. Hampir semua protein membran yang tidak terpisahkan dari sel, kecuali yang terletak di membran mitokondria dan kloroplas, dibentuk oleh ribosom terikat ke UGD.

A variety of strategies are used to send proteins synthesized by free ribosomes to the nucleus, peroxisomes, mitochondria, and chloroplast of eukaryotic cells. Berbagai strategi digunakan untuk mengirim protein disintesis oleh ribosom bebas untuk inti, peroksisom, mitokondria, dan kloroplas sel eukariotik. However, in this section, we will focus on the targeting of protein produced by ribosomes bound to the endoplasmic reticulum. Namun, dalam bagian ini, kita akan fokus pada penargetan protein yang dihasilkan oleh ribosom terikat pada retikulum endoplasma.

SIGNAL SEQUENCE MARK FOR TRANSLOCATION ACROSS THE ENDOPLASMIC RETICULUM MEMBRANE URUTAN MARK SIGNAL UNTUK SELURUH translokasi ATAS MEMBRAN retikulum endoplasma

The synthesis of protein destined to leave the cell or become embedded in the plasma membrane begins on a fre ribosome but, shortly after synthesis begins, it is halted until the ribosome is directed to the cytoplasmic side of the endoplasmic reticulum. Sintesis protein ditakdirkan untuk meninggalkan sel atau menjadi tertanam dalam membran plasma dimulai pada fre ribosom tetapi, tak lama setelah sintesis dimulai, itu dihentikan sampai ribosom diarahkan ke sisi sitoplasma dari retikulum endoplasma. When the ribosome docks with the membrane, protein synthesis begins again. Ketika dermaga ribosom dengan membran, sintesis protein dimulai lagi. As the newly forming peptide chain exist the ribosome, it is transported, cotranslationally, through the membrane into the lumen of the endoplasmic reticulum. Sebagai peptida membentuk rantai baru ada ribosom, itu diangkut, cotranslationally, melalui membran ke dalam lumen retikulum endoplasma.

Free ribosomes that are synthesizing proteins for use in the cell are identical with those attached to the ER. ribosom Gratis yang sintesis protein untuk digunakan dalam

sel yang identik dengan yang terpasang ke UGD. What is the process that directs the ribosome synthesizing a protein destined to enter the ER to bind to the ER? Bagaimana proses yang mengarahkan sintesis protein ribosom ditakdirkan untuk masuk UGD untuk mengikat ke UGD? The translocation consists of four components. translokasi ini terdiri dari empat komponen.

1. signal sequence. Urutan sinyal. Urutan sinyal merupakan urutan dari 9 sampai 12 asam amino hidrofobik residu, kadang-kadang mengandung asam amino bermuatan positif (Gambar 30,29).. urutan ini biasanya dekat terminal amino dari peptida yang baru lahir sebagai salah satu yang harus melintasi membran ER. Beberapa urutan sinyal diselenggarakan dalam protein matang, sedangkan yang lain adalah dibelah oleh peptidase sinyal di sisi lumen membran ER (lihat gambar 30,29). 2. The signal- recognition particle (SRP). The-Pengakuan partikel sinyal (SRP). The-pengakuan partikel sinyal mengakui urutan sinyal dan mengikat urutan dan ribosom segera setelah urutan sinyal ada ribosom. SRP adalah ribonucleoprotein terdiri dari RNA 7S dan enam protein yang berbeda (Gambar 30,30). satu protein, SRP54, adalah GTPase yang sangat penting untuk fungsi SRP. SRP mengikat semua ribosom tetapi mengikat erat hanya untuk ribosom yang menampilkan urutan sinyal. Dengan demikian, sampel SRP ribosom sampai menempatkan satu menunjukkan urutan sinyal. Setelah SRP terikat dengan urutan sinyal, interaksi antara ribosom dan SRP menutup jalan di-faktor-mengikat situs perpanjangan, sintesis protein menghentikan demikian. 3. The SRP Receptor (SR). Ribosom kompleks berdifusi-SRP ke retikulum endoplasma, dimana SRP mengikat reseptor SRP, sebuah protein membran integral yang terdiri dari dua subunit, SRa DAN SRß.. SRa adalah, seperti SRP54, GTPase sebuah. 4. The Translocon. The-SR kompleks SRP memberikan ribosom pada membran ER. Di sana dermaga dengan mesin translokasi, yang disebut translocon, sebuah perakitan multisubunit membran protein perifer iklan terpisahkan. translocon adalah-melakukan saluran protein. Saluran ini akan terbuka saat dan mengikat ribosom translocon satu sama lain.. sintesis protein kembali dengan rantai polipeptida yang sedang tumbuh melewati saluran translocon ke dalam lumen ER.