FUNGSI PROTEIN MUHAMMAD SYAFARUDDIN 1306482035

Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Protein memiliki beberapa fungsi umum yaitu sebagai fungsi structural, pertahanan (defense), reseptor, signaling, katalis, transportasi, pergerakan (movement), hormon dan fungsi penyimpanan (storage). 1. Struktural

Peranan protein structural atau protein pembangun adalah sebagai pembentuk struktur bahan atau jaringan dan memberi kekuatan kepada jaringan. Sebagian besar protein ini adlaah protein fibrosa dan tidak larut dalam air.protein yang termasuk dalam golongan ini adalah a. Kolagen

Kolagen umumnya sebagai pembentuk jaringan penghubung pada tulang rawan, urat daging dan pembuluh darah. Serat kolagen memiliki daya tahan yang kuat terhadap tekanan. Kata kolagen sendiri berasal dari bahasa yunani yang bererti bersifat lekat atau menghasilkan pelekat. Di dalam tubuh, kolagen berfungsi sebagai bantalan antar sel. Sejalan dengan pertambahan usia, kolagen di dalam tubuh berkurang sehingga garis-garis dan kerutan semakin jelas. Kolagen adalah protein alami yang ditemukan di tulang, tulang rawan, kulit dan tendon. Di dalam tubuh manusia terdiri dari 27 jenis kolagen. Kolagen yang ditemukan di daerah kulit adalah kolagen yang digunakan untuk kekencangan dan elastisitas kulit.

Kolagen merupakan komponen struktural utama dari jaringan ikat putih (white connetive tissue) yang meliputi hampir 30 persen dari total protein pada jaringan dan organ tubuh vertebrata dan invertebrata. Pada mamalia, kolagen terdapat di kulit, tendon, tulang rawan dan jaringan ikat. Demikian juga pada burung dan ikan, sedangkan pada avertebrata kolagen terdapat pada dinding sel.

Molekul kolagen tersusun dari kira-kira dua puluh asam amino yang memiliki bentuk agak berbeda bergantung pada sumber bahan bakunya. Asam amino glisin,prolin dan hidroksiprolin merupakan asam amino utama kolagen. Asam-asam amino aromatik dan sulfur terdapat dalam jumlah yang sedikit. Molekul dasar pembentuk kolagen disebut tropokolagen yang mempunyai struktur batang dengan BM 300.000, dimana di dalamnya terdapat tiga rantai polipeptida yang sama panjang, bersama sama membentuk struktur heliks.

b. Keratin

Keratin adalah protein yang berserat khusus, tidak larut dalam air, terdiri dari rantai peptida panjang atau gugus-gugus (gugus karboksil dan gugus amino) dirantai peptida tersebut. Keratin ini kaya akan sistein dan sistin, dimana sistin terdiri dari dua molekul sistein. Rantai peptida dapat terbelit dalam bentuk pilin atau heliks dan saling berhubungan dengan ikatan -S-S- dan hidrogen. Sifat fisiko kimia dari jembatan -S-S- secara in vitro sangat stabil, tidak larut dalam air, tahan terhadap asam atau basa kuat dan tahan terhadap enzim proteiolitik.

Keratin merupakan protein pada kulit, rambut, sisik, bulu domba, bulu unggas, kuku, taji, dan tanduk dari berbagai hewan. α-keratin kaya akan sisa-sisa sistin, dan terdapat pada kulit.

Sedangkan β-karatin tidak mempunyai sistin namun kaya akan asam amino dengan sedikit R-group seperti Gly, Ala, Ser, serta terdapat pada sisik.

c. Elastin

Elastin merupakan polipeptida yang berukuran sekitar 70kDa, yang dikode oleh kopi suatu gen tunggal yang didapatkan pada kromosom 7. Elastin dan protein mikrofibriler disintesis terutama oleh fibroblast. Serabut elastin terlihat sebagai pita pipih atau benang silindris panjang dan sangat elastis. Daya elastisitas ini disebabkan karena serabut elastin mengandung protein elastin. Elastin merupakan material amorf yang kandungan utamanya adalah asam amino glysin dan prolin. Serat elastin tidak terpengaruh oleh air panas atau dingin atau larutan asam dan alkali. Tertapi dapat dicerna secara enzymatik oleh enzym elastase pankreas. Ukurannya antara 1-4 mikrometer. Lazimnya bercabang dan membentuk jalinan. Dalam keadaan segar, serabut elastin berwarna kekuning-kuningan. Dengan pengecatan HE serabut elastin berwarna merah jambu. Terdapat pada organ yang memerlukan daya elastisitas ,yaitu daun telinga, pita suara, trakea, ligamentum nukhe, kulit dan pembuluh arteri.

Elastin memiliki komposisi asam amino yang berbeda dan sebagian besar mengandung residu non-polar (hidrofobik). Elastin mengandung sepertiga Gly, lebih dari sepertiga Ala+Val, dan kaya akan Pro. Akan tetapi, elastin hanya mengandung sedikit Hydroxyproline dan residu polar, bukan Hydroxylysine. Molekul tropoelastin terdiri dari dua tipe domain yang disandikan oleh ekson yang berbeda

d. Tubulin

Tubulin merupakan protein dinamis yang mempunyai peran penting dalam daur sel. Gangguan pada integritas tubulin akan menyebabkan gangguan pembelahan sel (penghambatan mitosis) dan kematian sel (apoptosis). Satuan unit penyusun tubulin yaitu mikrotubul merupakan komponen utama dari sitoskleton yang terlibat dalam banyak fungsi seluler seperti mitosis, motilitas sel, atau penempatan organel yang terikat membran. Protein tubulin mempunyai binding site yang telah diidentifikasi yaitu binding site kolkisin, vinblastin, dan taxol. Target seluler dari tubulin binding agent adalah subunit β-tubulin dari α/β-tubulin.

2. Pertahanan Protein jenis ini merupakan protein spesifik yang umumnya terdapat dalam darah dan

berperan melindungu serangan zat asing yang masuk ke dalam tubuh. Salah satu protein pertahanan yang dikenal dengan antibodi atau immunoglobulin, dibentuk oleh suatu jaringan tubuh tertentu sebagai akibat masuknya antigen (kuman, toksin atau zat asing) ke dalam tubuh yang bersangkutan. Antigen yang memicu terbentuknya antibody ini disebut imunogen a. Spesifik

Antibodi. Antibodi merupakan protein. Antibodi berikatan dengan protein yang lainnya (antigen) yang ditemukan di dalam tubuh. Molekul protein pada permukaan bakteri atau virus berperan sebagai antigen. Antibodi merupakan bagian yang berperan di dalam pertahanan tubuh. Setiap antibodi memiliki dua tempat yang dapat bereaksi dengan antigen. Fungsi antibodi, yaitu berikatan dengan molekul antigen membentuk rangkaian seperti jaring. Antibodi dapat menghambat partikel-partikel virus. Untuk menginfeksi saluran sel, virus pertama-tama harus bisa mengenali sel inangnya. Protein dari virus mencocokkan bentuknya dengan molekul pada membran sel dari sel inang. Antibodi dapat menutupi protein dari virus agar virus tersebut tidak bisa menginfeksi sel. Protein yang disebut interferon juga bekerja melawan virus. Interferon diproduksi oleh sel yang telah terinfeksi oleh virus. Interferon membuat sel-sel yang tidak terinfeksi menjadi resisten terhadap serangan virus. Antibodi tersusun atas dua tipe rantai polipeptida yaitu rantai ringan (light chain) dan rantai berat (heavy chain). Struktur gabungan kedua rantai tersebut membentuk huruf Y. Di tengah-tengah ikatan rantai tersebut terdapat daerah Hinge (Hinge Region) yang memungkinkan rantai-rantai polipeptida untuk bergerak. Setiap lengan dari antibodi memiliki daerah pengikat antigen (antigen-binding site). Antibodi dapat dibedakan berdasarkan susunan proteinnya menjadi lima kelas utama. Setiap antibodi berinteraksi dengan molekul dan sel yang berbeda-beda dan memiliki

karakteristik yang berbeda pula. Masing-masing antibodi memiliki daerah variabel (variable region) yang dapat mengenali antigen khusus dan daerah konstan (constant region) yang mengontrol bagaimana molekulnya berinteraksi dengan bagian lain dari sistem kekebalan tubuh. Untuk lebih jelasnya mengenai tipe-tipe antibodi.

Respons Kekebalan Tubuh. Respons kekebalan tubuh dan memori imunologis terhadap suatu patogen atau antigen dapat dibedakan atas respons primer dan respons sekunder. Respons primer merupakan respons kekebalan tubuh yang pertama kali terjadi ketika suatu antigen tertentu memasuki tubuh. Respons sekunder merupakan respons kekebalan tubuh ketika antigen yang sama menyerang tubuh kembali untuk kedua kalinya. Ketika antigen pertama kali memasuki tubuh, respons sistem kekebalan tubuh tidak terjadi secara langsung. Diperlukan beberapa hari bagi sel limfosit untuk dapat aktif. Selama keterlambatan ini, individu yang terinfeksi akan sakit (contohnya demam). Konsentrasi antibodi mencapai puncak setelah sekitar 2 minggu dari awal infeksi. Saat konsentrasi antibodi dalam darah dan sistem limfatik naik, gejala sakit akan berkurang dan hilang. Setelah itu, pembentukan antibodi menurun dan individu tersebut sembuh. Jika antigen yang sama menyerang tubuh kembali, antigen tersebut akan memicu respons kekebalan tubuh sekunder. Respons kedua ini terjadi lebih cepat daripada respons primer. Respons sekunder juga menghasilkan konsentrasi antibodi yang lebih besar dan lebih lama. Selain imunitas humoral (pembentukan antibodi), imunitas seluler juga berperan dalam respons kekebalan tubuh sekunder ini. Karena respons kekebalan tubuh sekunder yang cepat, gejala sakit (demam) tidak terjadi. Oleh karena itu, individu tersebut dikatakan kebal terhadap penyakit tersebut.

Imunitas Humoral. Imunitas humoral menghasilkan pembentukan antibodi yang disekresikan oleh sel limfosit B. Antibodi ini berada dalam plasma darah dan cairan limfa (dahulu disebut cairan humor) dalam bentuk protein. Pembentukan antibodi ini dipicu oleh kehadiran antigen. Antibodi secara spesifik akan bereaksi dengan antigen. Spesifik, berarti antigen A hanya akan berekasi dengan dengan antibodi A, tidak dengan antibodi B. Antibodi umumnya tidak secara langsung menghancurkan antigen yang menyerang. Namun, pengikatan antara antigen dan antibodi merupakan dasar dari kerja antibodi dalam kekebalan tubuh. Terdapat beberapa cara antibodi menghancurkan patogen atau antigen, yaitu netralisasi, penggumpalan, pengendapan, dan pengaktifan sistem komplemen (protein komplemen). Netralisasi terjadi jika antibodi memblokir beberapa tempat antigen berikatan dan membuatnya tidak aktif. Antibodi menetralkan virus dengan menempel pada tempat yang seharusnya berikatan dengan sel inang. Selain itu, antibodi menetralkan bakteri dengan menyelimuti bagian beracun bakteri dengan antibodi. Hal tersebut menetralkan racun bakteri sehingga sel fagosit dapat mencerna bakteri tersebut. Penggumpalan (aglutinasi) bakteri, virus, atau sel patogen lain oleh antibodi merupakan salah satu cara yang cukup efektif. Hal ini dapat dilakukan karena antibodi memiliki minimal dua daerah ikatan (binding site). Cara ini memudahkan sel fagosit menangkap sel-sel patogen tersebut. Cara ketiga mirip dengan penggumpalan. Pengendapan dilakukan pada antigen terlarut oleh antibodi. Hal ini untuk membuat antigen terlarut tidak bergerak dan memudahkan ditangkap oleh sel fagosit. Cara terakhir merupakan perpaduan antara antibodi dan sistem komplemen. Antibodi yang berikatan dengan antigen akan mengaktifkan sistem komplemen (protein komplemen) untuk membentuk luka atau pori pada sel mikroba patogen. Pembentukan luka atau pori ini menyebabkan luka atau pori pada sel mikroba patogen. Pembentukan luka atau pori ini menyebabkan lisozim dapat masuk dan sel patogen tersebut akan hancur (lisis).

Imunitas Seluler. Imunitas seluler bergantung pada peran langsung sel-sel (sel limfosit) dalam menghancurkan patogen. Setelah kontak pertama dengan sebuah antigen melalui makrofag, sekelompok limfosit T tertentu dalam jaringan limfatik akan membesar diameternya. Setelah itu, berkembang biak dan berdiferensiasi menjadi beberapa sub populasi. Sub populasi tersebut, antara lain sel T sitotoksik (cytotoxic T cell), sel T penolong (helper T cell), sel T supressor (supressor T cell), dan sel T memori (memory T cell). Tugas utama imunitas seluler adalah untuk menghancurkan sel tubuh yang telah

terinfeksi patogen, misalnya oleh bakteri atau virus. Bakteri atau virus yang telah menyerang sel tubuh akan memperbanyak diri dalam sel tubuh tersebut. Hal ini tidak dapat dilakukan oleh antibodi tubuh. Sebenarnya hanya sel T sitotoksik saja yang dapat menghancurkan sel yang terinfeksi. Sel yang terinfeksi memiliki antigen asing milik virus atau bakteri yang menyerangnya. Sel T sitotoksik membawa reseptor yang dapat berikatan dengan antigen sel terinfeksi. Setelah berikatan dengan sel yang terinfeksi, sel T sitotoksik menghasilkan protein perforin yang dapat melubangi membran sel terinfeksi. Dengan adanya lubang, enzim sel T dapat masuk dan menyebabkan kematian pada sel terinfeksi beserta patogen yang menyerangnya.

b. Non-spesifik Pertahanan tubuh tidak spesifik internal terdiri atas aksi fagositosis, respon

peradangan, dan senyawa antimikroba. Fagositosis

Fagositosis merupakan mekanisme penelanan benda asing, terutama mikroba, oleh sel-sel tertentu, khususnya sel-sel darah putih. Berbagai sel yang dapat melakukan fagositosis, antara lain neutrofil, monosit, makrofag, dan eosinofil. Respons Peradangan

Peradangan adalah tanggapan atau respons cepat setempat terhadap kerusakan jaringan yang disebabkan oleh teriris, tergigit, tersengat, ataupun infeksi mikroorganisme. Tanda-tanda suatu bagian tubuh mengalami peradangan, antara lain berwarna kemerahan, terasa nyeri, panas, dan membengkak.

Terjadinya peristiwa peradangan, adanya daerah yang terluka dan terinfeksi mikroba akan menyebabkan pembuluh darah arteriola prakapiler mengalami dilatasi (pelebaran serta peningkatan permeabilitas) dan pembuluh venula pascakapiler menyempit. Hal itu akan meningkatkan aliran darah pada daerah yang terluka sehingga bagian tersebut meningkat suhunya dan berwarna kemerahan. Sementara itu, pembengkakan (edema) pada bagian yang meradang disebabkan oleh meningkatnya cairan yang keluar dari jaringan akibat peningkatan permeabilitas kapiler darah. Pelebaran dan peningkatan permeabilitas pembuluh darah itu dipicu oleh senyawa kimia histamin. Sumber utama histamin adalah sel-sel mast (sel-sel besar pada jaringan ikat) dan basofil dalam darah. Keduanya bersama-sama dengan keping darah. Keduanya bersama-sama dengan keping-keping darah melekat pada pembuluh darah yang rusak.

Pelebaran diameter dan permeabilitas pembuluh darah akan meningkatkan laju aliran darah dan unsur-unsur pembekuan darah (keping-keping darah) ke daerah yang mengalami luka atau infeksi. Pembekuan darah tersebut berfungsi untuk mentolerir mikroba penginfeksi agar tidak menyebar ke bagian tubuh yang lain. Kerusakan jaringan juga mengirimkan senyawa kemokin yang berfungsi memanggil sel-sel fagosit untuk segera datang ke daerah yang terluka tersebut.

Pada respons peradangan, fagosit yang pertama kali berperan adalah neutrofil dan diikuti monosit yang berubah menjadi makrofag. Neutrofil akan memangsa mikroba patogen. Neutrofil dapat mendeteksi kehadiran mikroba karena mikroba itu telah diselubungi oleh opsonin. Opsonin adalah antibodi lain yang dibentuk dalam aliran darah atau komplemen protein khusus yang diaktifkan oleh kehadiran mikroba. Begitu opsonin melekat pada mikroba, mikroba tersebut ditelan dan dicerna oleh neutrofil. Sementara itu, di samping memangsa mikroba patogen, makrofag juga berfungsi membersihkan sisa-sisa jaringan yang rusak dan sisa-sisa neutrofil yang mati. Senyawa Antimikroba

Protein antimikroba yang berperan dalam pertahanan tidak spesifik ini adalah protein komplemen dan interferon. Cara kerja antimikroba ini terutama adalah untuk menghancurkan sel-sel mikroba yang masuk atau untuk menghambat agar mikroba asing tersebut tidak dapat bereproduksi. a) Protein Komplemen

Protein Komplemen merupakan agen antimikroba yang terdiri atas sekitar 20 protein serum. Di dalam tubuh, senyawa ini berada dalam kondisi tidak aktif. Adanya infeksi mikroba akan mengaktifkan protein pertama dan dan selanjutnya akan mengaktifkan protein kedua, demikian seterusnya, melalui serangkaian reaksi yang berurutan. Protein komplemen yang telah aktif akan bekerja secara sistematis untuk melisiskan berbagai mikroba pengifeksi.

b) Interferon Interferon merupakan senyawa kimia yang dihasilkan oleh makrofag sebagai respon

adanya serangan virus yang masuk ke dalam tubuh. Interferon merupakan senyawa antivirus yang bekerja menghancurkan virus dengan cara menghambat perbanyakan virus dengan cara menghambat perbanyakan virus dalam sel-sel tubuh.

3. Reseptor a. Protein G

G-protein itu sendiri merupakan protein heterotrimerik yang memiliki aktivitas enzim intrinsik untuk degradasi guanosin trifosfat dan yang juga dapat memisahkan pada saat aktivasi oleh reseptor. Subunit yang dipisahkan bermigrasi ke efektor seperti enzim adenilat siklase atau berbagai kanal ion untuk menginduksi respon sel. Hal ini menjelaskan bahwa respon fisiologis berasal dari aktivasi protein G-reseptor, bukan RaG atau A Ra G. A Ra G adalah kompleks terner antara reseptor, obat, dan G-protein --- maka dinamakan model kompleks terner .

Reseptor yang terikat protein G merupakan family terbesar dari reseptor membran sel. Reseptor ini menjadi mediator dari respon seluler berbagai molekul, seperti ; hormon, neurotransmitter, mediator lokal, dan lain-lain. Reseptor terikat protein G merupakan suatu rantai polipeptida tunggal, yang keluar masuk sel hingga 7 kali, sehingga dikatakan memiliki 7-transmembran .

b. Tirosin-Kinase

Reseptor terhubung enzim merupakan protein transmembran dengan bagian besar ekstraseluler mengandung binding site untuk ligan (contoh : faktor pertumbuhan, sitokin) dan bagian intraseluler mempunyai aktivitas enzim (biasanya aktivitas tirosin kinase). Aktivasi menginisiasi jalur intraseluler yang melibatkan tranduser sitosolik dan nuklear, bahkan transkripsi gen. Reseptor sitokin mengaktifkan Jak kinase, yang pada gilirannya mengaktifkan faktor transkripsi Stat, yang kemudian mengaktifkan transkripsi gen

Gambar 6. Mekanisme kerja reseptor faktor pertumbuhan

Reseptor faktor pertumbuhan terdiri dari 2 reseptor, masing-masing dengan satu sisi

pengikatan untuk ligan. Agonis berikatan pada 2 reseptor menghasilkan kopling (dimerisasi). Tirosin kinase dalam masing-masing reseptor saling memposforilasi satu sama lain. Protein penerima (adapter) yang mengandung gugus –SH berikatan pada residu terposforilasi dan mengaktifkan tiga jalur kinase. Kinase 3 memposforilasi berbagai faktor transkripsi, kemudian mengaktifkan transkripsi gen untuk proliferasi dan diferensiasi.

c. Saluran ion

Reseptor ini berada di membran sel, disebut juga reseptor ionotropik. Respon terjadi dalam hitungan milidetik. Kanal merupakan bagian dari reseptor. Fungsi reseptor saluran ion mempengaruhi aktivitas intrasel melalui pengaturan perpindahan molekul-molekul kecil seperti ion kalium dan natrium melintasi membran sel. Reseptor ionotropik juga dikenal sebagai saluran ion ligan-gated yang merupakan tempat pengikatan neurotransmiter. Ikatan antara molekul transmisi dengan reseptor spesifiknya akan menyebabkan membukanya saluran yang memungkinkan masuknya ion yang akan menyebabkan terjadinya perubahan gradien kimia dan listrik. Reseptor metabotropik adalah jenis reseptor yang memicu kaskade biokimia intraseluler yang diawali dengan disosiasi GTP-binding protein (protein G).

Reseptor Ionotropik umumnya terdapat di neuron postsinaptik. Reseptor ionotropik berperan untuk mediasi proses depolarisasi atau hiperpolarisasi sinyal sinaptik yang aktif

dalam hitungan milidetik. Sinyal depolarisasi dimediasi oleh reseptor glutamat yang ditandai dengan masuknya ion Na+ dan disertai dengan masuknya sejumlah Ca2+.

4. Signaling

a. Signaling cell Terminologi transduksi signal (signal transduction) yang sering pula disebut sebagai

signal sel (cell signaling) merupakan suatu proses komunikasi yang meliputi konsep tentang tanggapan sel terhadap rangsangan dari sekelilingnya yang disusul dengan timbulnya reaksi didalam sel. Transduksi signal dalam sel mungkin akan melibatkan proses fisik seperti proses difusi, perubahan kimiawi seperti peristiwa posforilasi dari berbagai signal antara (intermediate signaling), atau keduanya. Pada sebagaian besar peristiwa hantaran signal, awal dan akhir dari peristiwa hantaran pada umumnya telah diketahui secara baik. Namun proses diantara awal dan akhir peristiwa hantaran, merupakan proses antara yang masih banyak belum diketahui secara menyeluruh. Untuk dapat memahami dengan baik proses antara awal dan akhir suatu transduksi signal diperlukan pemahaman tentang molekul yang berperan pada proses antara tersebut serta proses hantaran signal dari satu tempat ketempat yang lainnya. Transportasi berbagai macam protein dalam sel yang melibatkan sitoskeleton merupakan salah satu bagian dari transduksi signal. Sitoskeleton yang terdapat dalam sel terdiri dari tiga macam filamen, tersusun saling berkaitan satu dengan lainnya. Jalinan jaringan ini memungkinkan adanya jalur hubungan antara dinding sel, inti ataupun berbagai organela yang ada didalam sel. Beberapa penelitian menunjukkan adanya peran masing-masing jenis filament sitoskeleton pada berbagai hantaran mekanik yang dipergunakan sebagai jalur pergerakan organela maupun protein dalam sel. Jalur ini memungkinkan pergerakan organela, protein ataupun molekul lemak bergerak menuju tempat yang dituju. Hal ini memungkinkan pula sitoskeleton terlibat pada transduksi signal didalam sel.

b. Pathway signaling cAMP dependent pathway pada manusia, cAMP bekerja dengan cara mengaktifkan

protein kinase A (PKA, cAMP-dependent protein kinase). MAPK/ERK pathway berikatan dengan growth factors pada reseptor yang ada di permukaaan sel. Jalur ini sangat kompleks dan melibatkan banyak komponen protein. Pada beberapa sel aktifasi dari jalur ini akan menyebabkan pembelahan sel. IP3/DAG pathway: PLC memecah the phospholipidphosphatidylinositol 4,5 bisphosphate (PIP2) yielding diacyl glycerol (DAG) and inositol 1,4,5-triphosphate (IP3). DAG tetap melekat pada membran dan IP3 dilepaskan ke dalan sitosol.lP3 kemudian berdifusi melalui sitosol untuk mengikat IP3 receptors, saluran khusus kalsium pada endoplasmic reticulum (ER). Dan saluran ini hanya bisa dilewati kalsium untuk meningkatkan jumlah kalsium di dalam sel pada akhirnya akan menyebabkan kaskade di dalam sel berubah dan aktif.

MAPK/ERK pathway adalah rangkaian protein di dalam sel yang menghubungkan signal dari reseptor pada permukaan sel dengan DNA di dalam inti sel. Signal dimulai ketika growth factor berikatan dengan reseptor pada permukaan sel dan berakhir ketika DNA di dalam inti sel sudah mengekspresikan suatu protein dan menghasilkan perubhan di dalam sel, seperti misalnya pembelahan sel. Jalur tersebut melibatkan beberapa protein termasuk diantaranya MAPK/ERK yang terhubung dengan menambahkan group phospat ke protein yang bersebelahan dan bertindak sebagai saklar on and off. Pada awalnya Receptor-linked tyrosine kinases seperti epidermal growth factor receptor (EGFR) diaktifkan oleh ligan ektra seluler, ikatan antara epidermal growth factor receptor (EGF) dengan EGFR mengaktifkan tyrosine kinase yang merupakan Cytoplasmic domain dari reseptor, selanjutnya EGFR menjadi terphoporilasi pada residu tyrosine. Kemudian protein GRB2 yang bertindak sebagai adaptor menghubungkan reseptor yang sudah aktif dengan SOS suatu guanine nucleotide exchange factor yang kemudian mentransduksi suatu signal ke small GTP binding protein (RAS, Rapi) yang pada akhirnya akan mengaktifasi inti dari kaskade yang terdiri dari MAPKKK (Raf), MAPKK (MEK1/2) dan terakhir MAPK (Erk). MAPK yang telah aktif akan meregulasi target yang ada di dalam sitosol dan melakukan translokasi ke dalam inti sel yang merupakan signal untuk melakukan prolifarasi ataupun mempertahankan kehidupan sel, selain itu ERK1/2 pathway juga memicu terjadinya diferensiasi dari embryonic stem sel.

Penghambatan dari MAPK/ERK di dalam embryonic stem sel akan memblokir diferensiasi dari bermacam-macam tipe sel yang dibuktikan secara in vitro dan in vivo termasuk diantaranya sel neural, sel endotel adiposity serta sel kortek visual.

5. Katalis

Protein ini berfungsi sebagai biokatalisator dan mempunyai bentuk globular. Enzim adalah suatu biokatalisator yang aktif sebab hanya dengan jumlah yang sedikit pada kondisi yang tepat, telah dapat mengatur jalannya reaksi kimia tertentu. Protein enzim mempunyai sifat yang khas karena hanya bekerja pada substrat dan bentuk reaksi tertentu. a. Tempat bekerja

i. Intraseluler Endoenzim disebut juga enzim intraseluler, dihasilkan di dalam sel yaitu pada bagian

membran sitoplasma dan melakukan metabolisme di dalam sel ii. Ekstraseluler

Eksoenzim (enzim ekstraseluler) merupakan enzim yang dihasilkan sel kemudian dikeluarkan melalui dinding sel sehingga terdapat bebas dalam media yang mengelilingi sel dan bereaksi memecah bahan organic tanpa tergantung pada sel yang melepaskannya

b. Golongan

no Golongan Jenis Reaksi yang dikatalisis

1 Oksidireduktase Pemindahan electron

2 Transferase Reaksi pemindahan gugus fungsional

3 Hidrolase Reaksi hidrolisis (pemindahan gugus fungsional ke air)

4 Liase Penambahan gugus ke ikatan ganda atau sebaliknya

5 Isomerase Pemindahan gugus di dalam molekul menghasilkan bentuk isomer

6 Ligase Pembentukan ikatan C-C, C-S, C-O, dan C-N oleh reaksi kondensasi yang berkaitan dengan penguraian ATP

6. Transportasi

Protein transport adalah protein yang dapat mengikat dan membawa molekul atau ion yang khas dari satu organ ke organ lainnya. a. Myoglobin

Myoglobin berbeda dari hemoglobin karena hemoprotein sitoplasma ini hanya mengandung sebuah rantai polipeptida globin dengan 154 asam amino. Hemoprotein ini terutama terdapat pada sel myosit otot jantung dan serat otot rangka oksidatif. Fungsi myoglobin adalah sebagai penyimpan O2 pada sel otot, kemudian melepaskan O2 tersebut ke mitokondria untuk sintesis ATP pada saat latihan berat. Myoglobin juga berfungsi sebagai buffer intrasellular konsentrasi O2, tujuannya agar konsentrasi O2 tetap konstan meskipun aktifitas otot sangat meningkat. Fungsi lainnya ialah mengikat vasodilator NO, karena NO mempunyai kemampuan menginhibisi sitokrom c oksidase yang berpotensi merusak system respirasi mitokondria pada otot rangka dan jantung

b. Hemoglobin

Hemoglobin juga merupakan protein transport yang terdapat dalam sel darah merah. Hemoglobin dapat mengikat oksigen ketika darah melalui paru-paru. Oksigen dibawa dan dilepaskan pada jaringan periferi yang dapat dipergunakan untuk mengoksidasi nutrient (makanan) menjadi energi. Pada plasma darah terdapat lipoprotein yang berfungsi mengangkut lipida dari hati ke organ. Protein transport lain yang terdapat dalam membran

sel berperan untuk membawa beberapa molekul seperti glukosa, asam amino dan nutrient lainnya melalui membran menuju sel

7. Pergerakan (movement) Protein ini berperan untuk bergerak. Protein ini memberikan kemampuan pada sel untuk

berkontraksi, bergerak ataupun mengubah bentuk a. Myosin

Myosin merupakan protein thick filaments dari aparatus kontraktil intraseluler. Myosin otot polos merupakan suatu protein hexamer yang terdiri dari 2 heavy chain subunits (200kD) dan 2 pasang protein, masing-masing 20 kD dan 17 kD light chain. Setiap heavy chain mempunyai suatu kepala globuler yang berisi actin binding sites dan adenosine triphosphate (ATP) hydrolysis activity (ATP-ase). Myosin merupakan serabut yang stasioner (tetap/tidak berubah) dalam myofibril. Myosin mempunyai bagian yang berbentuk globular dan sebagian yang berbentuk fibrosa serta menyusun sekitar 55% berat protein otot. myosin merupakan protein motor yang bekerja dengan mikrofilamen aktin pada kontraksi otot.

b. Aktin

Aktin adalah salah satu jenis protein pada sel eukariot. Aktin merupakan komponen utama dari sistem mikrofilamen, mengatur arsitektur sel dan terlibat dalam berbagai proses pergerakan sel. Selain itu, aktin juga berfungsi untuk fagositosis, endositosis, sekresi, dan transport intraseluler. Aktin terdiri dari rantai tunggal polipeptida yang besarnya 375 asam amino (43 kDA) dan mengikat kation-kation divalen serta nukleotida adenine (ATP dan ADP). Aktin merupakan substrat spesifik untuk toksin-toksin yang bersifat meribosilasi aktin ADP.

Aktin merupakan protein eukariotik yang umum, banyak jumlahnya, dan mudah didapati. Aktin didapati dalam wujud monomer-monomer bilobal globular yang disebut G-aktin yang secara normal mengikat satu molekul ATP untuk tiap-tiap monomer. G-aktin itu nantinya akan berpolimerisasi untuk membentuk fiber-fiber yang disebut F-aktin. Polimerisasi ini merupakan suatu proses yang menghidrolisis ATP menjadi ADP dengan ADP yang nantinya terikat pada unit monomer F-aktin. Sebagai hasilnya, F-aktin akan membentuk sumbu rantai utama dari filamen tipis.

c. Dinein Dinein memilki gugus yang berperan sebagai ATP ase, sehingga dapat dikatakan

bahwa dinein bertanggungjawab pada terjadinya hidrolisis ATP. Dinein adalah kompleks protein multi-subunit yang memiliki gugus yang berperan sebagai ATPase sehingga bertanggung jawab terhadap terjadinya hidrolisis ATP agar dapat memulai suatu gerakan. Dinein termasuk ke dalam kelompok protein motor mikrotubulus yang bergerak ke arah ujung negatif (minus end) yang tersusun atas 2 atau 3 rantai tebal (yang termasuk motor domain) dan berhungan dengan beberapa macam rantai tipis.

Berdasarkan struktur dan fungsinya, dinein terbagi dalam dua kelas yaitu: dinein sitoplasmik (cytoplasmic dynein) dan dinein aksonemal (axonemal dynein). Dinein aksonemal memiliki rantai tebal heterodimer dan homodimer dengan 2 atau 3 motor domain kepala dan bertanggung jawab untuk pergerakan mikrotubulus (sliding movement) seperti pada silia dan flagella. Dinein sitoplasmik memiliki rantai tebal homodimer dengan 2 motor domain sebagai kepala dan berperan penting pada mitosis, polarisasi sel, transpor vesikel dan organel (transpor intraseluler) serta mengarahkan perpindahan sel, seperti untuk lokalisasi apparatus golgi ke bagian tengah sel.

d. Kinetin Kinetin mampu menimbulkan gerakan sepanjang mikrotubula. Kinetin merupakan

turunan dari hormon sitokinin. Adapun fungsi utama sitokinin adalah merangsang pembelahan sel. Beberapa dari protein dapat berupa enzim yang diperlukan dalam mitosis. Proses penuaan kondisi yang menyertai pertambahan umum, yang mengarah kematian organ atau organisme tersebut mengalami penuaan (senescence).

Hormon kinetin termasuk turunan dari hormone sitokinin yang berfungsi untuk memacu pembelahan sel. Terdapat bukti utama yang menyatakan keterlibatan sitokinin yaitu banyak jenis sitokinin yang mampu menggantikan sebagian faktor yang dibutuhkan akar untuk menunda penuaan dan kandungan sitokinin helai daun meningkat berlipat ganda ketika akar liar terbentuk pada tanaman bunga matahari kandungan sitokinin pada cairan xylem meningkat selama masa pertumbuhan cepat, kemudian sangat menurun saat pertumbuhan berhenti dan tanaman mulai berbunga, hal tersebut menunjukan bahwa berkurangnya pengangkutan sitokinin dari akar ketajuk mengakibatkan penuaan lebih cepat. Kinetin menunda penuaan pada daun dengan cara mempertahankan keutuhan membran tonoplas, kloroplas dan mitokondria. Kinetin juga berperan dalam perusakan membran melalui oksidasi asam lemak tak jenuh pada membran. Proses ini disebabkan karena kinetin menghambat pembentukan dan mempercepat penguraian radial bebas seperti superoksidatif dan radial hidroksi karena kalau tidak dicegah akan mengoksidasi membran.

e. Troponin

Kompleks troponin adalah suatu kelompok yang terdiri dari 3 subunit protein yang berlokasi pada filamen tipis dari apparatus kontraktil, yaitu :

Troponin C ( TnC), mengikat kalsium dan bertanggung jawab dalam proses pengaturan aktifasi filamen tipis selama kontraksi otot skelet dan jantung. Berat molekulnya adalah 18.000 Dalton.

Troponin I (TnI) dengan berat molekul 24.000 Dalton merupakan subunit penghambat yang mencegah kontraksi otot tanpa adanya kalsium dan troponin.

Troponin T (TnT) berat molekulnya 37.000 Dalton bertanggung jawab dalam ikatan kompleks troponin terhadap tropomiosin. Troponin T kardiak, suatu polipeptida yang berlokasi pada filamen tipis merupakan

protein kontraktil regular, paa orang sehat TnT tidak dapat dideteksi atau terdeteksi dalam kadar yang sangat rendah, tetapi terdapat dalam sitoplasma miosit jantung sebanyak 6% dan dalam bentuk ikatan sebanyak 94%. Troponin T lokasinya intraseluler, terikat pada kompleks troponin dan untaian molekul tropomision. Kompleks troponin merupakan suatu protein yang mengatur interaksi aktin dan miosin bersama-sama dengan kadar kalsium intra seluler. Pada otot jantung manusia, diperkirakan 6% dari total TnT miokardial ditemukan sebagai larutan pada sitoplasmik ( fraksi bebas), yang mungkin berfungsi sebagai prekursor untuk sintesis kompleks troponin. TnT yang larut dalam cairan sitosol akan mencapai sirkulasi darah dengan cepat bila terjadi kerusakan miokard, sedangkan TnT yang terikat secara struktural sirkulasi darah lebih lambat karena harus memisahkan lebih dahulu ( degradasi proteolitik) dari jaringan kontraktil. Karena pelepasan TnT terjadi dalam 2 tahap, maka perubahan kadar TnT serum pada IMA mempunyai 2 puncak (bifasik). Puncak pertama disebabkan oleh pelepasan TnT dari cairan sitosol dan puncak kedua karena pelepasan TnT yang terikat secara struktural. Sehingga pada kasus IMA, TnT kardiak akan masuk lebih dini kedalam sirkulasi darah dari pada CK-MB sehingga dalam waktu singkat kadarnya dalam darah sudah dapat diukur,s edangkan puncak kedua pelepasan TnT ini berlangsung lebih lama dibanding dengan CK-MB, sehingga disebut jendela diagnostik yang lebih besar dibanding dengan petanda jantung lainnya. Tampaknya pelepasan troponin T beberapa jam setelah infark miokard adalah berasal dari sitoplasma, sehingga akan mencapai sirkulasi darah dengan cepat. Sedangkan pelepasan yang berkepanjangan akibat dari kerusakan strukstur apparatus, sehingga untuk mencapai sirkulasi darah lebih lambat karena harus memisahkan lebih dahulu ( degradasi proteolitik) dari jaringan kontraktil . troponin T kardiak terdeteksi setelah 3-4 jam sesudah kerusakan miokard dan masih tinggi dalam serum selama 1-2 minggu. Dilaporkan troponin T merupakan pemeriksaan yang sangat bermanfaat terutama bila penderita IMA yang disertai dengan kerusakan otot skelet. Pelepasan troponin T sitolitik juga sensitif terhadap perubahan perfusi arteri koroner dan dapat digunakan dalam menilai keberhasilan terapi reperfusi.

TnT kardiak merupakan protein spesifik miokard dan dapat dibedakan dari isoformnya yang terdapat pada otot lurik dengan teknik imunologi. Oleh karena itu TnT kardiak dapat digunakan untuk mendeteksi adanya nekrosis miokard pada keadaan dimana terdapat peningkatan CK non kardiak paa cedera lurik.

f. Tropomyosin Molekul tropomiosin adalah protein berbentuk seperti benang yang terletak

disepanjang sisi alur spiral aktin bersambungan ujung ke ujung. Dalam posisi ini molekul ini menutupi bagian-bagian aktin yang akan berikatan dengan jembatan silang. Molekul-molekul tropomyosin merupakan filamen-filamen panjang yang terletak di sepanjang alur diantara dua rantai aktin. Tiap filamen tipis mengandung 300-400 molekul aktin dan 40-60 molekul tropomyosin.

8. Hormon a. Pertumbuhan

Growth hormon (GH) atau hormon pertumbuhan merupakan hormon esensial untuk pertumbuhan anak dan remaja. Hormon tersebut dihasilkan oleh kelenjar hipofisis akibat perangsangan dari hormon GH-releasing faktor yang dihasilkan oleh hipotalamus. GH dikeluarkan secara episodik dan mencapai puncaknya pada malam hari selama tidur. GH berefek pada pertumbuhan dengan cara stimulasi produksi insulin-like growth faktor 1 (IGF-1) dan IGF-3 yang terutama dihasilkan oleh hepar dan kemudian akan menstimulasi produksi IGF-1 lokal dari kondrosit. Growth hormon memiliki efek metabolik seperti merangsang remodeling tulang dengan merangsang aktivitas osteoklas dan osteoblas, merangsang lipolisis dan pemakaian lemak untuk menghasilkan energi, berperan dalam pertumbuhan dan membentuk jaringan serta fungsi otot serta memfasilitasi metabolisme lemak. Hormone pertumbuhan merupakan pengatur utama pada pertumbuhan somatic terutama pertumbuhan kerangka. Hormone pertumbuhan merangsang pembentukan somatedin yang mempengaruhi tulang rawan sehingga terjadi pertambahan tinggi badan. Somatomedin atau IGF-1 sebagai perantara hormon pertumbuhan untuk pertumbuhan tulang

b. Insulin Insulin merupakan hormone peptide yang disekresikan oleh sel β dari Langerhans

pancreas. Fungsi insulin adalah untuk mengatur kadar normal glukosa darah. Insulin bekerja melalui memperantarai uptake glukosa seluler, regulasi metabolism karbohidrat, lemak, dan protein, serta mendorong pemisahan dan pertumbuhan sel melalui efek motigenik pada insulin.

Insulin memiliki struktur dipeptida, yang terdiri dari rantai A dan B. Kedua rantai ini dihubungkan dengan jembatan sulfide yang menghubungkan struktur helix terminal N-C dari rantai A dengan struktur central helix dari rantai B. Insulin mengandung 51 asam amino, dengan berat molekul 5802. Rantai A terdiri dari 21 asam amino dan rantai B terdiri dari 30 asam amino

c. Paratiroid Hormon paratiroid merupakan suatu polipeptida asam amino, yang diproduksi oleh

kelenjar paratiroid. Kelenjar paratiroid terdiri 4 struktur kecil yang terletak di belakang kelenjar tiroid. Hormon paratiroid merangsang resorpsi tulang sehingga terjadi peningkatan kadar kalsium darah. Hormon paratiroid tidak dapat berikatan erat dengan reseptor pada osteoklas, sehingga tidak dapat mempengaruhi secara langsung perilaku osteoklas. Tetapi hormon ini dapat berikatan dengan reseptor pada sel osteoblas, yang dapat menstimulasi pembentukan tulang. Telah dipercaya bahwa ikatan antara hormon paratiroid dengan sel osteoblas menghasilkan peningkatan ekspresi RANKL, sehingga secara tidak langsung terjadi peningkatan aktivitas osteoklas.

RANKL merupakan reseptor yang berada pada permukaan sel prekursor osteoklas. RANKL diekspresikan pada permukaan sel osteoblas dan berikatan dengan (merupakan suatu ligand) RANKL.

9. Penyimpanan (storage) Protein ini merupakan cadangan makanan yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan

perkembangan a. Ferritin

Ferritin merupakan protein yang penting dalam metabolisme zat besi. Dalam keadaan normal, ferritin menyimpan zat besi yang dapat dipergunakan jika diperlukan sewaktu-waktu. Ferritin tersusun oleh 24 subunit yang terdiri dari 18.5 kDa, yang mengelilingi 3000-4500 atom ferric. Normalnya, hanya sedikit ferritin yang terdapat di plasma. Jumlah ferritin di plasma dapat diukur dan merupakan indeks cadangan zat besi dalam tubuh. Sintesis reseptor transferin (TfR) dan feritin secara resiprokal berkaitan dengan kandungan

zat besi selular. Ketika kadar zat besi tinggi, sel menggunakan mRNA ferritin untuk mensintesis ferritin, dan mRNA TfR dihancurkan. Sebaliknya, jika kadar zat besi rendah, mRNA TfR menjadi stabil dan terjadi peningkatan sintesis reseptor, dan mRNA tampaknya disimpan dalam bentuk inaktif.

b. Albumin

Albumin merupakan protein terbanyak dalam plasma yang berperan dalam proses penyembuhan penyakit dan atau recovery/ pemulihan setelah tindakan pembedahan (operasi). Serum albumin manusia adalah satu molekul unik yang merupakan protein utama dalam plasma manusia (3.4 – 4,7 g/dl) dan membentuk kira-kira 60% dari protein plasma total. Kira-kira 40% albumin dapat dijumpai didalam plasma dan 60% yang lain dijumpai di ruang ekstraseluler. Hati menghasilkan kira-kira 12 g albumin per hari yang merupakan kira-kira 25% dari total sintesa protein hati. Albumin mempertahankan tekanan osmotik koloid dalam pembuluh darah dan mempunyai sejumlah fungsi penting lain. Albumin melarutkan dan menghantarkan banyak molekul-molekul kecil dalam darah (contohnya bilirubin, kalsium, progesteron dan obat-obatan), merupakan tempat penyimpanan protein, dan merupakan partikel utama yang menentukan tekanan onkotik plasma, supaya cairan tidak dapat secara bebas melintas antara ruang intradan extravascular

Albumin merupakan protein utama pada manusia, meliputi 2/3 protein total dengan berat molekul 65.000 dalton. Rendahnya kadar albumin dalam serum darah disebabkan karena gangguan sintesa (malnutrisi, disfungsi hepar) atau kehilangan (asites, protein hilang karena nefropati atau enteropati) sehingga menyebabkan gangguan yang serius pada tekanan onkotik intravaskuler, kehilangan albumin dapat bermanifestasi edema

c. Kasein

Kasein merupakan protein utama susu, suatu makromolekul yang tersusun atas subunit asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. Kasein berfungsi sebagai substrat bagi enzim protease. Kasein merupakan komponen protein yang terbesar dalam

susu dan sisanya berupa albumin. Kadar kasein pada protein susu mencapai 80 persen. Kasein terdiri atas beberapa fraksi seperti alphacasein, betha-casein, dan kappa-casein

DAFTAR PUSTAKA Anwar, R. 2005. Pelepasan Dan Sintesis Hormon. Bandung: Universitas Padjadjaran Campbell, NA. 2002. Biologi. Rahayu L, penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari:

Biology Fitriani, dkk. 2012. Eksplorasi Mikroba Penghasil Enzim Protease Dari Sumber Air Panas

Lejja Kabupaten Soppeng Sulawesi Selatan. Makassar: Universitas Hasanuddin Kadri, H. 2012. Hemoprotein dalam Tubuh Manusia. Jurnal Kesehatan Andalas. 2012; 1(1) Mardeni, KW. 2014. Kadar Seng Serum Rendah Sebagai Faktor Risiko Perawakan Pendek

Pada Anak [tesis]. Denpasar: Program Pascasarjana Universitas Udayana Rudijanto A dan Handono K. 2006. Pengaruh Hiperglemi Terhadap Peran Sitoskeleton

(Cytoskeleton) Sebagai Jalur Transduksi Signal (Signal Transduction). J Peny Dalam: 7(3)

Sumardjo, D. 2009. Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC

Tarigan, E. 2003. Hubungan Kadar Troponin-T Dengan Gambaran Klinis Penderita Sindroma Koroner Akut. Medan: Universitas Sumatra Utara

http://www.esaunggul.ac.id/article/perbedaan-pengaruh-pemberian-latihan-metode-de-lorme-denganlatihan-metode-oxford-terhadap-peningkatan-kekuatan-otot-quadriceps-3/