METALLOTHIONEIN

MAKALAH BIOKIMIA LANJUT

METALLOTHIONEIN

NAMA            : CANDRA PUSPITA R.

NIM                : 12/339127/BI/8994

LABORATORIUM BIOKIMIA

FAKULTAS BIOLOGI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2015

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI  …………………...…………………………………………………………….2

BAB 1 PENDAHULUAN…………………………………………………………………….3

BAB 2 PEMBAHASAN…....…………………………………………………………………4

BAB 3 KESIMPULAN…………………...………………………………………………….13

BAB 1
PENDAHULUAN

A.    LATAR BELAKANG

Protein terdiri dari bermacam-macam asam amino. Dengan komposisi asam amino yang berbeda akan menghasilkan protein yang berbeda-beda. Salah satu contoh protein adalah metallothionein. Metallothionein merupakan salah satu protein yang tersusun dari sistein. Protein ini seperti protein pada umumnya merupakan polimer dari asam amino. Protein ini dapat kita temukan pada mamalia, cendawan dan beberapa prokarotik.

Metallothionein memiliki struktur, karakteristik dan fungsi yang berbeda dari protein lain. Struktur dan fungsi dari protein ini akan terpengaruh oleh kombinasi, jumlah dan urutan asam amino penyusunnya.

B. TUJUAN                                   

            Makalah ini bertujuan untuk mempelajari struktur, fungsi, dan sintesis metallothionein.

C. RUMUSAN MASALAH

            Logam ketika masuk  ke dalam  sel akan mengacaukan proses metabolisme.  Dan ketika metabolisme tidak berjalan dengan baik, akan terjadi kerusakan organ dan selanjutnya akan menyebabkan  kematian. Dalam mengatasi adanya logam berat, tubuh menghasilkan protein metallothionein untuk mendetoksifikasinya. Dan seperti apakah fungsi, struktur dan karakteristik serta sintesis protein ini? Dan sintesis protein ini berfungsi untuk apa?

BAB II

PEMBAHASAN

a.       Struktur dan karakteristik

Metallothionein terdapat dimana-mana dan merupakan molekuler protein. Protein metallohionein merupakan sebuah protein tjionein yang mengikat logam. Protein ini memiliki berat molekul rendah dengan berat molekul 6000-7000 dalton serta terkandung asam amino sistein 30%. Asam amino sistein dan thiol menyusun protein metallohionein dengan komposisi tinggi dan berakibat daya afinitasnya kuat pada logam. Protein ini memiliki sifat heat-stable.

Protein ini merupakan polipeptida dengan metal ekstream tinggi. Metallothionein memiliki kespesifikan terhadap logam, dan MT hanya mengikat 1 jenis logam. Contohnya terdapat MT pengikat Cd, MT pengikat Hg, MT pengikat Pb, MT pengikat Zn dan MT pengikat logam lainnya. MT dibagi menjadi 3 dalam subfamili menurut Carpene et al.,  terbagai dalam 4 subfamili, yaitu:

1.      MT-1/ MT-2

MT-1/ MT-2  merupakan isomer. Protein ini akan terlibat dalam homeostatis zinc dan proteksi melawan toksisitas logam berat dan stres oksidatif.

2.      MT-3

MT ini akan terekspresi pada neurins serta glia.

3.      MT-4

MT-4 banyak terdapat pada diferensiasi bertingkat sel squamosa epithelial.

Menurut Carpene et al.,  struktur mettalothionein berupa:

1.      Thionein

MTs mamalia terdapat informasi mekanisme yang tepat. Informasi ini berupa inisial ion metal chelation tersisa seperti hilangnya kinetik dan subsequent protein unfolding Apo-MT pada sel setimbang kuantitasnya seperti protein metalled yang mengindikasi peran potensial untuk MT pada absennya metal. Kalkulasi demetallation CdMT1a mengindikasikan protein metal bebas dengan struktur stabil.

2.      Metallation

Ketika thionein  telah disintesis di ribosom akan terjadi kejenuhan dengan perbedaan metal ion berdasarkan spesifik isoform atau jumlah berbedaan konsentrasi metal yang tersedia. MT-3 mengikat ion Zn dan Cd lebih lemah dari MT-2 tapi ikatan metalnya lebih mengekspos kapasitas dan plastisitasnya. Rendahnya afinitas ikatan logam dapat terjadi karena koneksi dengan menyelipan hexapeptide dan pada saat bersamaan dengan penyelipan acidic yang ikut serta pada adisional ikatan metal.

3.      Dimerization

Domain N-terminal bertanggung jawab pada formasi non-oxidatil jembatan metal dimmer. Sedangkan pada kondisi aerobik, spesifikasi intermolekuler disulfida dibentuk antara domain C-terminal. Kedua bentuk dimer memperlihatkan perbedaan radikal pada properti reaktif pada kluster respektif  mereka pada pengikatan ion metal. Oksidasi cysteines telah berperan pada mekanisme diasosiatif yang mengkontrol fluktuasi zinc bebas dan modulasi jalur signal seluler.

b.      Fungsi

Metallothionein terdapat di hati. Fungsi protein ini untuk mendetoksifikasi logam metal. Keberadaan metallothionein di dalam tubuh organisme juga berfungsi untuk homeostatis (keseimbangan)  metal essensial, seperti Co dan Zn. Metallothionein juga dapat berperan sebagai antioksidan. Metallothionein sebagai antioksidan dengan cara melawan reactif oxygen sp. Peran protein juga berfunsi untuk melindungi DNA, oxidative stress,survival sel, angiogenesis dan apoptosis.

MT mengatur sebuah tiga proses dasar. Proses pertama mengatur pelepasan mediator gas seperti hidroksil oksida radikal. Proses kedua merupakan proses apoptosis. Dan pada proses yang ketika merupakan proses pertukaran dan mengikat logam berat.

Adanya metallothionein dapat digunakan sebagai biomarker pencemaran logam. Adanya logam  pada lingkungan akan mengakibatkan jaringan menyerap logam. Selanjutnya MT  pada jaringan organisme mengikat logam dan bersifat sensitif sebagai biomarker. Adanya MT pada individu merupakan reaksi sebelum respon terjadi pada tingkatan organisasi biologi yang lebih tinggi.

c.       Sintesis

Protein MT terekspresi akibat adanya akumulasi logam berat. Protein ini dapat terekspresi di gonad, usus dan hepar. Karena protein ini berfungsi untuk mendetoksifikasi logam berat dan scavenger  radikal bebas sehingga akan terekspresikan protein MT.  Protein metal transcription factor-1 akan terlibat dalam mekanisme yang mengkontrol sintesis protein MT. Serta akumilasi logam mengaktifikasi MTF-1 dan tejadi translokasi ke nukleus dan berikatan dengan metal response element  yang berada di promoton gen MT. Kemudian ekspresi protein tersebut terpacu.

BAB III KESIMPULAN

Metallothionein memiliki struktur Thionein, metallation dan dimerization. Protein ini memiliki berat molekul yang rendah dan terdiri dari asam amino sistein dan thiol yang tinggi. Fungsi dari metallothionein adalah untuk mendetoksifikasi logam, mengankap radikal bebas, biomarker dan menjada homeostatis logam. Sintesis protein terjadi untuk mendetoksifikasi logam berat.

DAFTAR PUSTAKA

Anwar, Y. 2008. Isolasi dan Karakterisasi Fragmen cDNA dari Gen Penyandi Metallothionein Tipe 2 dari Kedelai Kultivar Slamet. Resporitory.ipb.ac.id/handle/123456789/11613. Diakses pada 26 Febuari.

Carpene, F., G. Andreani and G. Isani. 2007. Metallothionein Functions and Struktural Characteristics. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 21:35-39.

Dewi, N. K., Purwanto, and H. R. Sunoko. 2014. Metallothionein pada Hati Ikan sebagai Biomarker Pencemaran Kadmium (Cd) di Perairan Kaligarang Semarang. J. Manusia dan Lingkungan. 21(3): 304-309.

Rumahlatu, D., A. D. Corebima, M. Amin, F. Rachman. 2012. Kadmium dan Efeknya terhadap Ekspresi Protein Metallothionein pada Deadema setosum (Echinoidea; Echinodermata). J. Penelitian dan Perikanan. 1(1): 26-35.

Thirumoorthy, N., A. S. Sunder, KT. M. Kumar, M. S. Kumar, GNK. Ganesh, and M. Chatterjee. 2011. A Review of Metallothionein Isoforms and Their Role in Pathophysiology. World Journal of Surgical Oncology. 9:54