Kesehatan

Tip kesehatan

Struktur Protein — jenis dan contoh

  • by

Protein adalah salah satu contoh keragaman terbesar. Jadi, ada banyak jenis protein yang dapat ditemukan. Protein merupakan produk akhir proses decoding yang dimulai dengan informasi di dalam DNA sel.

Sebagai pekerja keras sel, protein membentuk elemen struktur dan motorik dalam sel, dan mereka berfungsi sebagai katalis untuk hampir setiap reaksi biokimia yang terjadi pada makhluk hidup. Ini susunan yang luar biasa dari fungsi yang berasal dari kode sederhana tapi mengejutkan yang menentukan satu set yang sangat beragam struktur.

Pada kenyataannya, setiap gen dalam DNA sel berisi kode untuk struktur protein yang unik. Tidak hanya protein tersebut dirakit dengan sekuens asam amino yang berbeda, tetapi mereka juga disatukan oleh ikatan yang berbeda dan dilipat menjadi berbagai struktur tiga dimensi. Bentuk terlipat, atau konformasi, langsung tergantung pada urutan asam amino dari protein linier.

Struktur Protein

Bahan pembangun protein adalah asam amino, yang merupakan molekul organik kecil yang terdiri dari alpha (pusat) atom karbon terkait dengan gugus amino, gugus karboksil, atom hidrogen, dan komponen variabel disebut rantai samping (lihat di bawah) . Dalam protein, beberapa asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida, sehingga membentuk rantai panjang. Ikatan peptida terbentuk oleh reaksi biokimia yang ekstrak molekul air karena bergabung dengan gugus amino dari satu asam amino dengan gugus karboksil dari asam amino tetangga. Urutan asam amino Linier dalam protein dianggap struktur primer protein.

Protein dibangun dari serangkaian hanya dua puluh asam amino, yang masing-masing memiliki rantai sisi unik. Rantai samping asam amino memiliki kimia yang berbeda. Kelompok terbesar dari asam amino memiliki rantai samping nonpolar. Beberapa asam amino lainnya memiliki rantai samping dengan muatan positif atau negatif, sementara yang lain memiliki rantai samping polar tetapi bermuatan. Sifat kimia rantai samping asam amino sangat penting untuk struktur protein karena rantai samping dapat ikatan dengan satu sama lain untuk memegang panjang protein dalam bentuk atau konformasi tertentu.

Dikenakan rantai samping asam amino dapat membentuk ikatan ionik, dan asam amino polar mampu membentuk ikatan hidrogen. Rantai samping hidrofobik berinteraksi satu sama lain melalui interaksi lemah van der Waals. Sebagian besar ikatan dibentuk oleh rantai samping yang nonkovalen. Bahkan, sistein adalah satu-satunya asam amino yang mampu membentuk ikatan kovalen, yang mereka lakukan dengan rantai samping khusus mereka. Karena interaksi rantai samping, urutan dan lokasi asam amino dalam protein tertentu memandu mana lengkungan dan lipatan yang terjadi di dalam protein.

Struktur utama dari protein – urutan asam amino – mendorong ikatan yang melipat dan intramolekul dari rantai asam amino linier, yang pada akhirnya menentukan bentuk yang unik tiga dimensi protein. Ikatan hidrogen antara gugus amino dan gugus karboksil di daerah tetangga rantai protein kadang-kadang menyebabkan terjadi pelipatan pola-pola tertentu. Dikenal sebagai heliks alfa dan beta lembar, pola-pola lipat stabil membentuk struktur sekunder protein. Sebagian besar protein mengandung beberapa heliks dan lembaran, selain pola yang kurang umum lainnya (Gambar 2). Ansambel formasi dan lipatan dalam rantai linear tunggal asam amino – kadang-kadang disebut polipeptida – merupakan struktur tersier protein. Akhirnya, struktur kuaterner protein mengacu pada makromolekul dengan beberapa rantai polipeptida atau subunit.

Bentuk akhir diadopsi oleh protein yang baru disintesis biasanya yang paling energetik. Ketika protein melipat, mereka menguji berbagai konformasi sebelum mencapai bentuk akhir mereka, yang unik dan kompak. Protein Dilipat distabilkan oleh ribuan ikatan nonkovalen antara asam amino. Selain itu, gaya kimia antara protein dan lingkungan terdekatnya berkontribusi untuk membentuk protein dan stabilitas. Sebagai contoh, protein yang larut dalam sitoplasma sel memiliki kelompok kimia hidrofilik (air-mencintai) pada permukaan mereka, sedangkan hidrofobik mereka (air-menolak) elemen cenderung terselip di dalamnya. Sebaliknya, protein yang dimasukkan ke dalam membran sel menampilkan beberapa kelompok kimia hidrofobik pada permukaan mereka, khususnya di daerah-daerah di mana permukaan protein terkena membran lipid. Hal ini penting untuk dicatat, bagaimanapun, bahwa protein sepenuhnya dilipat tidak beku ke bentuk semula. Sebaliknya, atom dalam protein ini tetap mampu membuat gerakan kecil.

Meskipun protein dianggap makromolekul, mereka terlalu kecil untuk memvisualisasikan, bahkan dengan mikroskop. Jadi, para ilmuwan harus menggunakan metode tidak langsung untuk mencari tahu apa yang mereka terlihat seperti dan bagaimana mereka dilipat. Metode yang paling umum digunakan untuk mempelajari struktur protein kristalografi sinar-X. Dengan metode ini, kristal padat dari protein murni ditempatkan dalam sinar X-ray, dan pola sinar X dibelokkan digunakan untuk memprediksi posisi dari ribuan atom dalam kristal protein.

Struktur primer Protein

Struktur primer protein adalah urutan asam amino dalam rantai polipeptida. Struktur primer disatukan oleh ikatan peptida yang dibuat selama proses biosintesis protein. Dua ujung rantai polipeptida disebut sebagai carboxyl terminus (C-terminus) dan amino terminus (N-terminus) berdasarkan sifat kelompok bebas pada setiap ekstremitas. Penghitungan residu selalu dimulai pada ujung terminal-N (kelompok NH2), yang merupakan akhir di mana gugus amino tidak terlibat dalam ikatan peptida. Struktur utama protein ditentukan oleh gen yang bersesuaian dengan protein. Urutan nukleotida dalam DNA ditranskripsi menjadi mRNA, yang dibaca oleh ribosom dalam proses yang disebut translasi. Urutan asam amino dalam insulin ditemukan oleh Frederick Sanger, menetapkan bahwa protein memiliki urutan asam amino yang menentukan.

Urutan protein adalah unik untuk protein itu, dan mendefinisikan struktur dan fungsi protein. Urutan protein dapat ditentukan dengan metode seperti degradasi Edman atau spektrometri massa tandem. Namun, sering kali, itu dibaca langsung dari urutan gen menggunakan kode genetik. Sangat disarankan untuk menggunakan kata-kata “residu asam amino” ketika membahas protein karena ketika ikatan peptida terbentuk, molekul air hilang, dan karenanya protein terdiri dari residu asam amino. Modifikasi pasca-translasi seperti fosforilasi dan glikosilasi biasanya juga dianggap sebagai bagian dari struktur primer, dan tidak dapat dibaca dari gen. Sebagai contoh, insulin terdiri dari 51 asam amino dalam 2 rantai. Satu rantai memiliki 31 asam amino, dan yang lainnya memiliki 20 asam amino.

Struktur sekunder protein

Struktur sekunder protein adalah sub-struktur lokal yang sangat teratur pada rantai tulang punggung polipeptida yang sebenarnya. Dua jenis utama struktur sekunder, α-helix dan β-strand atau β-sheet, disarankan pada tahun 1951 oleh Linus Pauling et al.

Struktur sekunder protein ditentukan oleh pola ikatan hidrogen antara kelompok peptida rantai utama. Mereka memiliki geometri yang teratur, dibatasi pada nilai-nilai spesifik dari sudut dihedral ψ dan φ pada plot Ramachandran. Baik α-helix dan β-sheet mewakili cara menjenuhkan semua donor ikatan hidrogen dan akseptor di tulang punggung peptida. Beberapa bagian protein dipesan tetapi tidak membentuk struktur biasa. Mereka tidak harus bingung dengan koil acak, rantai polipeptida yang tidak dilipat yang tidak memiliki struktur tiga dimensi yang tetap. Beberapa struktur sekunder berurutan dapat membentuk “unit super-sekunder”. [6]

Struktur tersier protein

Struktur tersier protein adalah struktur tiga dimensi molekul protein monomer dan multimerik. Α-heliks dan β-lipit-lembar dilipat menjadi struktur bulat yang kompak. Pelipatan ini didorong oleh interaksi hidrofobik non-spesifik, penguburan residu hidrofobik dari air, tetapi strukturnya stabil hanya ketika bagian-bagian dari suatu protein protein dikunci pada tempatnya oleh interaksi tersier tertentu, seperti jembatan garam, ikatan hidrogen, dan pengemasan ketat rantai samping dan ikatan disulfida. Ikatan disulfida sangat jarang pada protein sitosol, karena sitosol (cairan intraseluler) umumnya merupakan lingkungan pereduksi.

Struktur kuartener protein

Struktur kuarter adalah struktur tiga dimensi yang terdiri dari agregasi dua atau lebih rantai polipeptida individu (subunit) yang beroperasi sebagai unit fungsional tunggal (multimer). Multimer yang dihasilkan distabilkan oleh interaksi non-kovalen yang sama dan ikatan disulfida seperti pada struktur tersier. Ada banyak kemungkinan organisasi struktur kuaterner.

Kompleks dua polipeptida atau lebih (mis. Banyak subunit) disebut multimer. Khususnya akan disebut dimer jika berisi dua subunit, trimer jika berisi tiga subunit, tetramer jika berisi empat subunit, dan pentamer jika berisi lima subunit. Subunit-subunit tersebut seringkali saling terkait satu sama lain melalui operasi simetri, seperti sumbu 2 kali lipat dalam dimer. Multimer yang terdiri dari subunit identik dirujuk dengan awalan “homo-” dan yang terdiri dari subunit yang berbeda disebut dengan awalan “hetero-“, misalnya, heterotetramer, seperti dua alfa dan dua beta rantai hemoglobin.

Struktur Protein

Struktur Protein

Jenis protein dan contoh

Protein berserat

Protein berserat cenderung melakukan fungsi struktural, meskipun mereka juga terlibat dalam perlindungan, dukungan, dan mobilitas sebagai protein otot dan flagel. Mereka dicirikan oleh resistensi dan fleksibilitas mereka, yang tampaknya disebabkan oleh struktur sekunder yang mendominasi mereka.

Keratin

Keratin adalah jenis protein berserat yang merupakan bagian integral dari epidermis luar mamalia dan pelengkap eksternal terkait seperti rambut, kuku, atau tanduk.

Kolagen

Kolagen adalah protein paling banyak pada vertebrata. Itu terletak di daerah yang berada di bawah tekanan besar seperti kornea atau tendon.

Protein globular

Protein globular sangat kompak dan tidak seperti yang sebelumnya mereka larut. Mereka adalah protein pengangkut, antibodi, enzim, dll.

Protein membran

Protein membran membentuk antara 25 dan 80% dari struktur membran. Mereka dapat berupa saluran ion, reseptor sel, pengangkut, dan bahkan enzim.

Heteroprotein

Heteroprotein adalah yang terdiri dari bagian protein, yang disebut apoprotein, dan bagian non-protein, yang disebut kelompok prostetik.

Mioglobin dan hemoglobin

Di antara heteroprotein yang paling penting adalah mioglobin dan hemoglobin. Yang terakhir membawa oksigen dalam darah, yang lain di otot. Grup prostetik adalah kelompok heme; sebuah atom besi yang melekat pada struktur cincin yang kompleks. Baginya adalah karena kemampuan untuk mengikat oksigen dan mengangkutnya.

Tanda Kekurangan Protein pada tubuh

Kekurangan protein terjadi ketika asupan protein Anda tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan tubuh Anda. Sementara kebanyakan orang Amerika mendapatkan protein yang cukup dalam makanan mereka, diperkirakan hampir satu miliar populasi dunia menderita asupan protein yang tidak memadai, menurut laporan Agustus 2014 di Annals of New York Academy of Sciences.

Tanda dan gejala Kekurangan protein meliputi:

  • Busung
  • Hati berlemak
  • Kuku rapuh
  • Rambut rontok
  • Kehilangan massa otot
  • Pertumbuhan anak terhambat
  • Infeksi yang meningkat
  • Nafsu makan meningkat
  • Peningkatan risiko patah tulang

Fungsi Protein plasma

Serum atau protein plasma terutama disintesis di hati; persentase yang lebih kecil karena imunoglobulin diproduksi oleh limfosit dan sel plasma. Total protein terdiri dari albumin, globulin, dan fibrinogen (hanya dalam plasma). Protein berfungsi untuk mengontrol tekanan onkotik, mengangkut zat (hemoglobin, lipid, kalsium), dan meningkatkan peradangan dan kaskade komplemen.

Protein plasma memainkan peran terbatas dalam buffer ekstraseluler, sedangkan protein intraseluler memainkan peran penting dalam respon buffer total tubuh. Efek penyangga protein adalah hasil dari kelompok sampingnya yang tidak dapat dipisahkan. Untuk sebagian besar protein, termasuk hemoglobin, yang paling penting dari kelompok-kelompok yang tidak dapat dipisahkan ini adalah cincin imidazol residu histidin (pKa, 6,4 hingga 7,0). Kelompok amino terminal-amino (pKa, 7,4 hingga 7,9) juga berkontribusi sedikit terhadap efek buffer protein. Kelompok samping lainnya relatif tidak penting karena nilai pKa mereka terlalu tinggi atau terlalu rendah untuk berguna dalam kisaran pH fisiologis normal. Nilai pKa untuk kelompok protein terdisosiasi tercantum pada Tabel 9-3.

Perubahan kadar protein total sebagian besar disebabkan oleh perubahan konsentrasi albumin. Informasi lebih lanjut tentang protein dapat ditemukan di Albumin, Sec. IV. Elektroforesis adalah alat diagnostik umum yang digunakan untuk melacak dan mengidentifikasi kelainan pada protein darah yang berbeda.

Pengertian

Protein plasma adalah salah satu protein yang ditemukan dalam plasma darah dengan fungsi untuk pengaturan tekanan osmotik tubuh Protein plasma adalah salah satu protein yang ditemukan dalam plasma darah, yang merupakan cairan kuning pucat darah. Protein plasma menyusun tiga kelompok besar protein – albumin, globulin dan fibrinogen; masing-masing memiliki fungsi yang terpisah.

Efek osmotik Intravaskular

Protein Plasma memainkan peran penting dalam pengaturan tekanan osmotik tubuh. Mereka juga membantu menjaga keseimbangan cairan dan elektrolit dalam darah, sehingga menjaga fungsi tubuh bekerja dengan baik. Degenerasi protein plasma dapat menyebabkan masalah kesehatan seperti pembuluh darah buncit dan sistem kekebalan tubuh yang lemah.

Penggumpalan darah

Protein Plasma, terutama fibrinogen, berhubungan dengan penyembuhan luka dan pembekuan darah. Albumin terutama terlibat dalam transportasi peredaran zat yang tidak larut, yang menggabungkan dengan molekul protein.

Sistem Kekebalan

Protein Plasma seperti albumin memperkuat sistem kekebalan tubuh kita untuk melawan sejumlah penyakit dan infeksi virus dan bakteri.

Cadangan protein

Protein plasma dapat dianggap sebagai cadangan protein bagi tubuh. Mereka juga menyediakan viskositas terhadap plasma darah.

Produk Medis

Selain kontribusi mereka dalam sistem tubuh, protein plasma juga dapat digunakan dalam pembuatan sejumlah obat dan obat-obatan. Protein plasma dalam produk medis sering disintesis di laboratorium atau berasal dari donor plasma.

Apa itu tes protein plasma?

Tes protein plasma adalah tes darah yang mendeteksi jumlah protein dalam darah. Pekerjaan laboratorium ini biasanya dipesan sebagai bagian dari panel metabolik komprehensif (CMP) selama pemeriksaan fisik. Tes dapat membantu dokter menentukan kesehatan Anda secara keseluruhan. Tes protein plasma juga dikenal sebagai tes protein total.

Dokter Anda juga dapat memesan tes protein plasma jika mereka percaya bahwa Anda memiliki kondisi kesehatan tertentu yang mendasarinya, seperti peradangan atau kondisi autoimun tertentu seperti rheumatoid arthritis dan penyakit celiac. Tergantung pada kondisi Anda, dokter Anda dapat memesan pekerjaan darah lanjutan sebagai bagian dari rencana perawatan Anda.

Jenis protein plasma

Anda memiliki dua jenis utama protein plasma dalam darah Anda:

albumin, yang memiliki banyak peran penting, seperti menyediakan asam amino untuk jaringan tubuh Anda dan menghentikan kebocoran cairan
globulin, yang membantu mendukung sistem kekebalan tubuh, pembekuan darah, dan fungsi vital lainnya

Kadar albumin dan globulin dalam darah Anda dapat naik atau turun jika Anda memiliki kondisi tertentu. Tes protein plasma dapat mendeteksi kondisi yang mendasarinya dengan mengukur kadar protein ini.

Gejala kadar protein abnormal

Gejala tertentu dapat menunjukkan apakah Anda memiliki kadar protein tinggi atau rendah dalam darah Anda.

Gejala kadar protein rendah dapat meliputi:

  • mudah memar
  • memperlambat pembekuan darah setelah cedera
  • kelelahan
  • kuku rapuh atau bergerigi
  • rambut rontok
  • ruam
  • sakit kepala
  • mual

Gejala kadar protein tinggi dapat meliputi:

  • rasa sakit di tulang Anda
  • mati rasa atau kesemutan di tangan, kaki, atau kaki Anda
  • kehilangan selera makan
  • penurunan berat badan
  • haus yang berlebihan
  • infeksi yang sering

Gejala dapat bervariasi tergantung pada kondisi yang menyebabkan kadar protein plasma abnormal Anda.

Tujuan dari tes protein plasma

Dokter memesan tes protein plasma untuk mengukur jumlah protein spesifik dalam darah. Total kadar protein mungkin lebih tinggi atau lebih rendah dari rata-rata dalam kasus gangguan tertentu, termasuk:

  • gangguan sumsum tulang
  • edema (penumpukan cairan di jaringan)
  • hepatitis (infeksi hati)
  • HIV
  • penyakit radang usus
  • penyakit ginjal
  • leukemia
  • penyakit hati
  • kekurangan gizi

Hasil tes protein plasma

Jumlah protein abnormal dapat menunjukkan potensi masalah kesehatan. Tingkat protein yang lebih tinggi dari normal dikaitkan dengan:

  • gangguan sumsum tulang
  • infeksi
  • peradangan

Level protein plasma yang lebih rendah dari normal dapat mengindikasikan:

  • malabsorpsi nutrisi dan gizi buruk
  • penyakit ginjal atau hati
  • masalah usus

Selain kadar albumin, tes protein Anda juga dapat mendeteksi kadar globulin dalam darah. Ini disebut rasio A / G. Rasio A / G normal hanya di atas 1, dengan albumin lebih tinggi dari globulin.

Jika rasio ini tidak aktif, ini dapat memengaruhi jumlah protein total Anda. Rasio A / G rendah dikaitkan dengan terlalu banyak globulin, yang dapat disebabkan oleh penyakit autoimun. Rasio A / G tinggi dapat menjadi tanda leukemia atau gangguan usus.

Mempersiapkan tes

Setelah dokter memberi Anda tes total protein, Anda harus segera melakukannya. Beberapa kantor dokter menyediakan pekerjaan darah di rumah, sehingga Anda mungkin dapat mengambil darah Anda selama janji temu. Dalam banyak kasus, Anda harus mengunjungi laboratorium untuk mengambil darah Anda. Pastikan bahwa lab Anda pergi ditanggung oleh asuransi Anda.

Tidak ada persiapan khusus untuk tes darah ini.

Beri tahu dokter Anda tentang obat apa pun yang Anda pakai, karena dapat mengganggu hasilnya. Pil KB dan obat-obatan estrogen dapat menurunkan kadar protein darah.

Risiko tes protein plasma

Seperti pekerjaan darah lainnya, tes protein plasma membawa beberapa risiko. Jika Anda peka terhadap jarum, Anda mungkin merasakan sedikit sakit atau ketidaknyamanan. Proses ini biasanya memakan waktu beberapa menit, tetapi mungkin butuh waktu lebih lama jika Anda memiliki pembuluh darah yang lebih kecil. Anda mungkin mengalami memar di lokasi tusukan atau pusing sementara. Hubungi dokter Anda jika Anda memiliki tanda-tanda infeksi, seperti kemerahan, peradangan, dan keputihan, setelah darah Anda diambil.

Perhatikan penggunaan tourniquets teknisi lab Anda selama proses pengambilan darah. Perangkat pengompres lengan ini dapat menghasilkan hasil yang salah jika mereka bertahan lebih lama dari beberapa menit. Dengan tourniquet, kadar total protein Anda dapat diukur lebih tinggi dari yang sebenarnya. Setelah darah terkumpul, teknisi harus melepaskan tourniquet sebelum menarik jarum.

Protein plasma dan kehamilan

Penting untuk memiliki kadar protein plasma normal selama kehamilan Anda. Studi menunjukkan bahwa tingkat rendah protein plasma terkait kehamilan (PAPP-A) pada awal kehamilan terkait dengan komplikasi tertentu. Komplikasi ini dapat meliputi:

  • pembatasan pertumbuhan intrauterin (IUGR)
  • preeklampsia
  • lahir prematur
  • berat badan lahir rendah
  • hipoksia, atau kekurangan oksigen untuk bayi saat lahir
  • kelahiran mati
  • Sindrom Down
  • diabetes mellitus gestasional

Deteksi dini Sumber terpercaya yang dapat mempengaruhi protein plasma Anda sangat penting. Deteksi dini dapat membantu dokter Anda memberikan perawatan untuk memastikan segala kondisi serius tetap terkendali dan Anda memiliki kehamilan dan persalinan yang aman, sehat.

Tindak lanjut untuk tes protein plasma

Hasil normal tidak memerlukan tes tindak lanjut, kecuali dokter Anda memiliki masalah lain tentang CMP Anda. Jika hasil total tes protein Anda tidak normal, dokter Anda kemungkinan akan melakukan serangkaian tes tindak lanjut, seperti:

  • Tes protein C-reaktif untuk mengevaluasi peradangan
  • tes imunoglobulin A (IgA) untuk mengukur antibodi dan membantu mendiagnosis penyakit autoimun
  • tes enzim hati untuk mendeteksi penyakit dan peradangan terkait
  • protein elektroforesis untuk mencari kelainan sumsum tulang yang mendasarinya

Jika tes Anda menunjukkan bahwa kadar protein abnormal Anda disebabkan oleh salah satu dari kondisi serius berikut, dokter Anda akan merekomendasikan perawatan untuk mengatasinya:

  • penyakit jantung
  • penyakit hati
  • penyakit ginjal
  • HIV
  • AIDS
  • kanker, seperti multiple myeloma

Menindaklanjuti dengan dokter Anda setelah menerima hasil tes abnormal sangat penting untuk menjaga kesehatan dan kualitas hidup Anda. Ada banyak pilihan perawatan untuk penyebab kadar protein plasma abnormal. Deteksi dini adalah kunci untuk menyelesaikan masalah medis yang menyebabkan tingginya kadar protein plasma.