Menjelaskan mengapa proses post-translational dari protein adalah satu komponen yang penting dari tahapan ekspresi genom, dan menguraikan fitur kunci dari lipatan protein, pengolahan protein oleh pembelahan proteolitik dan modifikasi kimia, dan intein penyambung o
Nama dan NIM anggota kelompok • • •
o
Anindita Dyah Sinta (B1J006022) Sulistiyani (B1J006026) Arifatus Sholikhah (B1J006028)
KODE TUGAS KELOMPOK 2 K39-SPP-06
o
RINGKASAN Translasi bukan akhir dari ekspresi genom. Polipeptida muncul dari ribosom
non-aktif, dan sebelum menerima perannya yang fungsional di dalam sel itu harus mengalami sedikitnya satu dari empat tipe proses post-translational berikut ini (Gambar).
1. Protein folding. Polipeptida adalah non-aktif, sampai dilipat ke dalam struktur tersiernya yang benar. Protein folding menguji empat tingkat struktur protein (primer, sekunder, tersier, dan kuartener) dan semua informasi suatu polipeptida memerlukan struktur tiga dimensional yang di dalamnya berisi sekuen asam amino.
Gambar 11.24. Denaturasi dan naturasi kembali secara spontan dari suatu protein kecil. Ketika urea itu dipindahkan dengan cara dialisis, protein kecil ini mengambil kembali konformasi yang terlipat. Aktivitas protein meningkat kembali ketingkat asli dan viskositas larutannya berkurang. Pelipatan spontan ribonuklease dan protein meliputi dua proses (Hartl, 1996): 1. Motif struktural sekunder rantai polipeptida membentuk beberapa mili detik selama denaturasi. Langkah ini disertai protein roboh ke dalam suatu kompak, tetapi tidak terlipat, organisasi, dengan gugus hidrofob disampingnya, yang dilindungi dari air. 2. Motif struktural sekunder saling berhubungan satu dengan yang lain dan struktur tersier secara berangsur-angsur terbentuk. Dengan kata lain, protein mengikuti suatu tahapan pelipatan. Lebih dari satu tahapan yang mungkin diikuti suatu protein dapat untuk terhubung secara benar pada struktur lipatan (Radford, 2000). Jika satu struktur yang salah tidak stabil menyebabkan struktur terbuka, menyebabkan protein kedua meneruskan rute yang produktif ke arah konformasi yang benar (Gambar 11.25).
Gambar
11.25.
Panah
yang
biru
menunjukkan tahapan lipatan yang benar, pita sebelah kiri mewakili lipatan protein yang salah dan sebelah kanan merupakan protein yang aktif. Panah yang merah menunjukan arah satu konformasi lipatan yang salah tetapi konformasi ini tidak stabil dan protein itu mampu membentang secara parsial, kembali ke lipatan tahapan yang benar,
pada
akhirnya,
meneruskan
konformasi yang aktif. 2. Cleavage proteolitik. Pembelahan Proteolytic mempunyai dua fungsi dalam proses translasi sebelumnya dari protein ( Gambar 11.27). Yang pertama untuk memindahkan potongan pendek dari daerah terminal N dan C polypeptides, menyisakan molekul tunggal dipendekkan yang terlipat dalam protein aktif. Kedua digunakan untuk memotong polyproteins ke dalam segmen-segmen, sebagian atau seluruhnya merupakan protein aktif. Peristiwa ini biasa terjadi pada eukariotik tetapi jarang terjadi pada bakteri.
Gambar 11.27. Pengolahan protein dengan pembelahan proteolytic. Pada sisi kiri, protein diproses dengan memindahkan segmen terminal N. Pada beberapa protein
juga terjadi pada terminal C. Pada sisi kanan, polyprotein diproses untuk menghasilkan tiga protein berbeda. Tidak semua protein mengalami pembelahan proteolytic. Poses proteolitik protein berupa protein matur tunggal. Hal ini tidak selalu terjadi. Beberapa protein pada awalnya disintesis sebagai poliprotein, polipeptida panjang yang terdiri dari rangkaian protein matur. Pembelahan poliprotein menghasilkan protein tunggal yang memiliki fungsi yang berbeda satu sama lain.
Gambar 11.28. Proses Translasi dengan pembelahan proteolitik. ( A) mekanisme promelittin dalam sengatan lebah. Panah menunjukkan adanya sisi yang terpotong. ( B) mekanisme preproinsulin.
3. Modifikasi kimia. Modifikasi kimia sederhana melibatkan penambahan kelompok kimia kecil (asetil, metil atau pospat) pada satu rantai asam amino atau gugus karboksil dari asam amino terminal di polipeptida (contoh lihat Bradshaw et al.,1998). Tipe lain modifikasi kimia mempunyai peran regulator penting, sebagai contoh terjadinya posporilasi untuk mengaktifkan beberapa protein yang terlibat dalam sinyal tranduksi.
Table 11.5. contoh dari post-translational modifikasi kimia Modification Amino acids that are modified Addition of small chemical groups Acetylation Lysine Methylation Lysine Phosphorylation Serine, threonine, tyrosine Hydroxylation Proline, lysine N-formylation N-terminal glycine Addition of sugar side chains O-linked glycosylation Serine, threonine N-linked glycosylation Asparagine Addition of lipid side chains Acylation Serine, threonine, cysteine N-myristoylation
N-terminal glycine
Addition of biotin Lysine Biotinylation See Section 12.1.2 for more information on the role of chemical
Examples of proteins Histones Histones Some proteins involved in signal transduction Collagen Melittin Many membrane proteins and secreted proteins Many membrane proteins and secreted proteins Many membrane proteins Some protein kinases involved in signal transduction Various carboxylase enzymes modification during signal transduction.
Gambar 11.30 post-translational modifkasi kimia dari anak sapi H3. Lima modifikasi terjadi: tiga metilasi dan dua asetilasi. Metilasi dan asetilasi histon menentukan struktur kromatin. Jenis lebih komplek dari modifikasi adalah glikosilasi. Pemasangan dari sisi rantai karbohidrat besar dengan polipeptida (Drickamer and Taylor, 1998). Ada dua jenis umum glikosilasi (gambar 11.31) : •
O-linked glycosylation : pemasangan dari suatu rantai samping gula lewat kelompok hidroksil dari serin atau trionin asam amino.
•
N-linked glycosylation : melibatkan pemasangan melalui gugus amino pada rantai samping asparagin.
Gambar 11.31 Glikosilasi (A) O-linked glycosylation. Struktur dihubungkan dengan asam amino serina atau treonina. (B) glikosilasi N- linked glycosylation mengakibatkan struktur gula lebih besar dibanding O-linked glikosilasi. 4. Intein
penyambung.
Jenis terakhir dari proses post-translational yaitu intein penyambung, protein versi dari penyambung intron yang lebih luas terjadi dengan pre-RNAs. Inteins adalah segmen internal dari protein yang dipindahkan setelah translasi, kedua segmen eksternal atau exteins terhubung (Gambar 11.32).
Gambar 11.32. Intein penyambung
Dua fitur inteins : 1. Pertama : struktur dari dua inteins ditentukan oleh kristalografi X-ray (Duan et al., 1997; Klabunde et al., 1998). Struktur ini bersifat sama dengan protein Drosophila disebut Hedgehog (satu protein autoprocessing yang memotong diri menjadi dua). 2. Kedua : inteins memotong segmen spesifik sequen endonuklease di urutan sesuai dengan lokasi penyisipannya di gen yang disandi untuk satu versi intein bebas dari protein dan derivatnya (Gambar 11.33). Jika sel juga berisi gen penyandi untuk intein yang berisi protein, urutan DNA untuk intein mampu menuju ke lokasi yang akan potong, mengubah intein-minus ke dalam intein-plus proses ini disebut 'intein homing' (Pietrokovski, 2001).
o
DAFTAR PUSTAKA
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.section.7679 o
DAFTAR SITUS TERKAIT
http://www.york.ac.uk./depts/biol/ugrad/current/2007intake/moduleinformation/ secondryPDFfiles/501.pdf http://www.freepatentcontines.com/6780607.html http://physiolgenomics.physiolog.org/cgi/content/full/28/1/23 http://mmbr.asm.org/cgi/reprint/69/3/393
