Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

77
PEMURNIAN ENZIM Mata Kuliah Biokimia - MKK4213 STF MUHAMMADI AH

description

biokimia

Transcript of Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

Page 1: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 1/77

PEMURNIAN

ENZIM

Mata Kuliah Biokimia- MKK4213

STF MUHAMMADIAH

Page 2: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 2/77

!h" i#olat$ $%&"m$#''

To u%($)#ta%( $%&"m$ *)o*$)ti$#:Enzymes work in a complex system

(inside cell), == we must try frst ina #im*l$ #"#t$m ++

U#$( i% ,oo( i%(u#t)iala**li.atio%#- Pectinase : Juice production

- Chymosin : cheese production

  - Glucose isomerase : H! production

Page 3: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 3/77

Mengapa Ezim Terisolasi ??

• Untuk memahami sifat enzim:

Enzim bekera dalam sistem !ang kompleks

"dalam sel#$ %% kita harus mencoba pertama

dalam sistem sederhana %%

• &igunakan dalam makanan ' aplikasi industri

( Pektinase: produksi Juice

  ( )h!mosin: produksi keu

  ( Glukosa isomerase: produksi *+,

Page 4: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 4/77

!h" i#olat$ $%&"m$#''

 "he isolated enzyme can #echaracterized:o optimum acti$ity in $arious conditions

(pH, temperatur, ionic stren%h etc)o specifcity

o kinetic parameter

o mechanism o& catalysiso re%ulation

o !tructure

U%($)#ta%( th$ )ol$ o, $%&"m$#

Page 5: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 5/77

Enzim terisolasi dapat dicirikan:• -egiatan !ang optimal dalam berbagai kondisi "p*$

temperatur$ strengh ionik dll#

• kekhususan• parameter kinetik• mekanisme katalisis• peraturan• struktur 

• Memahami peran enzim dalam sistem !ang lebih

kompleks

Mengapa enzim terisolasi??

Page 6: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 6/77

 H ow t  o !  e p ar 

 at  e" h  e s  e ' #  (   e c t  s 

1   2   3

9   10  11   12

6

4   8

5

7

4

5

8

 wood stone cotton wood wood cotton stone wood stone cotton stone cotton

cotton

 wood

stone

Shape

Size

Density

Shape

Density

Size

,ie.ing different sizes &ifferent sedimentation

&ifferent rolling speed

4   6   7   85

1   3   4   6   7   8   9   10   11   122   5

Juang /* "0112# 3)basics

Page 7: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 7/77

0$.ti$# a%( St)at$"

0$.ti$#:to isolate a particular enzyme &rom

all other proteins (enzyme) and cellcomponents with- maximum possi#le "i$l(- maximum catalytic a.tiit"- maximum possi#le *u)it"

Page 8: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 8/77

Tuua% a%( St)at$i

tuua%5u%tuk m$%i#ola#i $%&im t$)t$%tu

(a)i #$mua *)ot$i% lai% 6$%&im7(a% kom*o%$% #$l ($%a%- Mu%ki% ha#il mak#imum- Aktiita# katalitik mak#imum- K$mu)%ia% mak#imum "a%mu%ki%

Page 9: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 9/77

 

St)at$"5

0$.ti$# a%( St)at$"

*nity!eparatio

n

+aterial hole

extraction

Crude extractHomo%enisation ar%e scale separation

.ureenzyme

!eries o&smallscaleseparatio

n

Page 10: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 10/77

St)at$"

.rotein are di$erse in compositionstructure #eha$iour, you should knowa#out their ori%in/ s your purifcationstrate%y depends on it/

0/ here is this enzyme or protein present inthe cell1 (intracellular, extracellular,

mem#ranous)/2/ How you can puri&y this protein in as &ew

steps as possi#le without the loss o&acti$ity/

3/ 4eepin% in consideration o& temperature and

Page 11: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 11/77

St)at$i

.rotein yan% #era%am dalam perilakustruktur komposisi, nda harus tahu tentan%asal-usul mereka/ !e#a%ai strate%i

pemurnian nda ter%antun% padanya/0/ 5imana enzim ini atau hadir protein dalam

sel1 (intraseluler, ekstraseluler, mem#ran)/

2/ 6a%aimana nda dapat memurnikan proteinini se#a%ai #e#erapa lan%kah mun%kintanpa kehilan%an akti$itas/

3/ +ena%a dalam pertim#an%an suhu dan

waktu/

Page 12: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 12/77

Sou).$# o, E%&"m$#

Mi.)oo)a%i#m8 a%imal8 *la%t 6ti##u$a%( .$ll7 7ennin &rom Mucor miehei

7ennin &rom stomach o& cal& 

H$t$)oloou# $/*)$##io%

8enetically en%ineered #acteria, yeastto produce enzyme

- 7ennin 9 chymosin &rom %/e/ yeast

- mylo%lucosidase &rom %/e/ 6acillus

licheni&ormis

Page 13: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 13/77

Sum$) (a)i $%&im

+ikroor%anisme, hewan, tum#uhan(arin%an dan sel)

  -7ennin dari +ucor miehei

-7ennin dari lam#un% anak sapi

ekspresi heterolo%6akteri rekayasa %enetika, ra%i untuk

memproduksi enzim  - 7ennin 9 chymosin dari %/e/ ra%i- milo%lukosidase dari %/e/ 6acillus

licheni&ormis

Page 14: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 14/77

I%(u#t)ial $%&"m$# may #eextracted &rom any li$in% or%anism:

 &un%i (o$er a hal&)

 #acteria (o$er 0 9 3)

 animal (;<)

 plant (<)

Sou).$# o, E%&"m$#

Page 15: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 15/77

Sum$) (a)i $%&im

Enzim industri dapat diekstraksi dari

setiap organisme hidup:

•   amur "lebih dari setengah#•   bakteri "lebih 4'5#•   he6an "78#•   tanaman "28#

Page 16: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 16/77

Sou).$# o, E%&"m$#

Mi.)o$# a)$ *)$,$))$( to plants andanimals as sources o& enzymes #ecause:

 "hey are %enerally cheaper to produce  "heir enzyme contents are more predicta#le and

controlla#le .lant and animal tissues contain more potentially

harm&ul materials than micro#es, includin%phenolic compounds (&rom plants)

Page 17: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 17/77

Sum$) (a)i $%&im

+ikro#a yan% le#ih suka tanaman dan hewanse#a%ai sum#er enzim karena:

+ereka umumnya le#ih murah untukmemproduksi

>si enzim mereka le#ih dapat diprediksi dandikontrol

 ?arin%an tanaman dan hewan men%andun% le#ih#anyak #ahan yan% #erpotensi #er#ahayadaripada mikro#a, termasuk senyawa &enolik (daritanaman)

Page 18: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 18/77

Enzyme EC Sources  9pplication

α(9m!lase 4055   Aspergillus E 3aking

)atalase 5555;   Aspergillus < +ood

)ellulase 4052   Trichoderma E =aste

&e>tranase 40555   Penicillium E +ood

Glucose o>idase 5542   Aspergillus < +ood

actase 40504   Aspergillus E &air!

ipase 4554   Rhizopus E +ood

/ennet 4204;   Mucor miehei  E )heese

Pectinase 4055@   Aspergillus E &rinks

Protease 4204;   Aspergillus E 3aking

E: extracellular enzyme@ >: intracellular enzyme

Fu%al E%&"m$#

Page 19: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 19/77

Enzyme Sources Application

α(9m!lase 4055   Bacillus E ,tarch

β(9m!lase 4050   Bacillus E ,tarch

 9sparaginase 4@55   Escherichia coli  < *ealth

Glucose isomerase @45@   Bacillus < +ructose s!rup

Penicillin amidase 4@555   Bacillus < Pharmaceutical

Protease 420552   Bacillus E &etergent

Ba.t$)ial E%&"m$#

Page 20: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 20/77

3asic Principles of Protein "Enz!me# Purification

)ell Organelle

*omogenization

Macromolecule

Nucleic

acid

Carbohydrate "ipid#

,ize )harge ,olubilit! 9ffinit!

Small moleculeCell

DebrisProteinAmino acid, Sugar,

Nucleotides, etc

Gel filtration,

SDS-PAG,

!ltrafiltration

"on e#change,

"soelectric focusingSalting-out

$Ammonium

sulfate )

Affinitychromatography

Page 21: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 21/77

9$%$)al *)oto.ol ,o) $%&"m$*u)i:.atio%

0/  "akin% the intact cell tissue/2/ Homo%enisation3/ !eparation o& cell de#ris and insolu#le stuA 

/ .recipitation o& protein with the saltB/ 8ettin% rid o& salt #y dialysis/ urther purifcation #y column and ion

exchan%e chromato%raphy ,

D/ Each a#o$e step is &ollowed #y enzyme assayacti$ity(in case you lost your enzyme )

;/ indin% out the exact molecular wei%ht #ycolumn chromato%raphy and #y !5!-8el-

electrophoresis

Page 22: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 22/77

P)otokol umum u%tuk*$mu)%ia% $%&im

0/ +en%am#il arin%an sel utuh/2/ homo%enisasi3/ .emisahan puin% sel dan hal-hal yan% tidak

larut/ .en%endapan protein den%an %aramB/ +enyin%kirkan %aram den%an dialisis/ .emurnian le#ih lanut den%an kolom dan

kromato%raf pertukaran ion,D/ !etiap lan%kah di atas diikuti oleh akti$itas

enzim assay (dalam kasus nda kehilan%anenzim nda)

;/ +encari tahu #erat molekul yan% tepat

Page 23: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 23/77

Page 24: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 24/77

!kema khas pemurnian enzim

Page 25: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 25/77

D$$lo*$ E%&"m$ A##a"

Ho; (o ;$ )$.o%i&$ th$ $%&"m$that ;$ a)$ looki% ,o)'

D$$lo* a%al"ti.al a##a" usually #ased on the reaction that the enzyme

catalyzes in the cell

Page 26: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 26/77

P$%uia%*$%$ma%a% $%&im

6a%aimana kita men%enali enzim yan% kitacari1

+en%em#an%kan ui analisis- #iasanya didasarkan pada reaksi #ahwa

enzim men%katalisis dalam sel

Page 27: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 27/77

O

O

OH

OH

OH

HO

N+O

O-

OH

N+O

O-

O

OH

OH

OH

OH

HO

'.8 8alactose '.

F

β %alactosidase

D$$lo*$ E%&"m$ A##a"

Mo%ito)i% P)o)$## o,

Page 28: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 28/77

Mo%ito)i% P)o)$## o,Pu)i:.atio% P)oto.ol

StepTotal protein

(mg)Total activity

(units)

Specificactivity

(units/mg)

 Yield(%)

Purificationlevel (Purity

factor)

nitial e!tract 5@$111 5@1$111 51 511 5

("#$)S&$ 

precipitation2$;11 547$111 41 A0 4

on'e!cange 5$0B7 55@$@11 A1 BB A

Sizee!clusion

;7; B@$111 5$511 @1 551

Affinitycolumn

5B@ @0$@11 41$111 4@ 4$111

(6er%, "ymoczko, G !tryer/ (22) Biochemistry , Bth ed/ /H/ reeman G Co/, ew Iork, I,p/ ;)

Pemantauan -emauan Pemurnian Protocol

Page 29: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 29/77

PURIFI<ATI0N METH0DS

H i ti ,

Page 30: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 30/77

Homo$%i#atio% o,#am*l$

Homo%enisation 5th$ *)o.$## o, )$aki% o*$%

.$ll#

5epend on the source- +ammalian tissue- .lant, &un%al, #acterial material- Extraction o& mem#rane-#oundenzymes

H i i ( i

Page 31: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 31/77

Homo$%i#a#i (a)i#am*$l

homo%enisasi:proses melan%%ar sel ter#uka

 "er%antun% pada sum#er- ?arin%an mamalia- "anaman, amur, #ahan #akteri- Ekstraksi enzim mem#ran-terikat

Page 32: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 32/77

Homo$%i#atio%M$tho(#

Ph"#i.al

rench pressure

cell

!onication

8lass #eads

<h$mi.al D$t$)$%t# 6SDS7

E%&"m$#

Page 33: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 33/77

Homo$%i#atio%M$tho(#

fsik  -!el tekanan

.erancis  -sonication  -manik-manik kaca

kimia-5eteren (!5!)-Enzim (lyzozyme)-penyan%%a

hipotonik

< ll F ti ti

Page 34: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 34/77

<$ll F)a.tio%atio% S$*a)atio%

!eparation o& cell de#ris and insolu#lestuA can #e &ractionated #y.$%t)i,uatio%

>n centri&u%ation, ($%#$) mat$)ial ;ill.oll$.t at th$ ottom o& the tu#e in a *$ll$t whereas material with lo;$)($%#it" ;ill )$mai% i% th$ #olul$,)a.tio% called the #u*$)%ata%t

'nly the &raction that contains the protein

F k i i l

Page 35: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 35/77

F)ak#i%a#i #$l P$mi#aha%

.emisahan puin% sel dan hal-hal yan%tidak larut dapat di&raksinasi den%an

sentri&u%asi.ada sentri&u%asi, #ahan padat akanmen%umpulkan di #a%ian #awahta#un% di pelet sedan%kan #ahanden%an densitas yan% le#ih rendahakan tetap dalam &raksi larut dise#utsupernatan

Hanya se#a%ian kecil yan% #erisi

Page 36: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 36/77

<$ll F)a.tio%atio%

Centri&u%ation

!upernatant

.elletiltration

(other

methods)

Page 37: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 37/77

Staili&$ Sam*l$ 6 #taili#a#i#am*$l7

<o%t)ol *H Jse appropriate #uAer

<o%t)ol t$m*$)atu)$ 4eep samples on ice orwork in cold room ( K oC)

.rechill instruments

P)$$%t,)othi%,oami% Handle %ently/

Mai%tai%

• kontrol p*

(Gunakan pen!angga !ang tepat

• kontrol suhu

(Terus sampel di atas es atau

bekera di ruangan !ang dingin "1 (2o)#

(instrumen Prechill

• Mencegah buih ' busa

(Menangani dengan lembut

• Menaga sampel terkonsentrasi

Page 38: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 38/77

Staili&$ Sam*l$

P)ot$a#$ i%hiito)#

.henylmethylsul&onylLuoride (.+!)

S

O

O

F

.+!

Page 39: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 39/77

P)ot$i% Soluilit"

Salti% i% t a low salt

concentration, ionsprotect char%es and

allow proteins to &old/

Salti% out >ons compete with water

to interact with side%roups/

hen MsaltN is hi%henou h salt wins

MsaltN

      s      o       l      u       #       i       l       i

       t     y

Osaltin% inPOsaltin%outP

Page 40: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 40/77

Soluili#a#i *)ot$i%

pen%%araman di-.ada konsentrasi rendah%aram, ion melindun%i#iaya dan memun%kinkan

protein melipat/

pen%%araman->on #ersain% den%an air

untuk #erinteraksi den%ankelompok sisi/

-4etika M%aramN cukup

tin%%i, %aram menan%

MsaltN

      s      o       l      u       #       i       l       i

       t     y

Osaltin% inPOsaltin%outP

Page 41: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 41/77

Salti% i% #alti% out

S lti i ( S lti

Page 42: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 42/77

Salti%-i% a%( Salti%-out

5iAerent proteins precipitate atdiAerent salt concentrations, so th$

#alt .o%.$%t)atio% ma" $a(u#t$( to *)$.i*itat$ th$($#i)$( *)ot$i%

Ammo%ium #ul,at$ is the mostcommonly used rea%ent &or saltin%out enzymes (proteins)

Salti% i% a%( Salti%

Page 43: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 43/77

Salti%-i% a%( Salti%-out

.rotein yan% #er#eda endapan padakonsentrasi %aram yan% #er#eda,

sehin%%a konsentrasi %aram dapatdisesuaikan untuk men%endapkanprotein yan% diin%inkan

monium sul&at adalah di%unakanrea%en yan% palin% umum untukpen%%araman enzim (protein)

Page 44: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 44/77

Dial"#i#

&orm o& size exclusionchromato%raphy/

Jsed to desalt andconcentrate proteinsamples/

5ialysis tu#in% has setmol$.ula) ;$iht .uto= 6M!<07/ 'nlymolecules that smallerthan M!<0 will mo$e

out o& the dialysis #a%/

Page 45: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 45/77

Dial"#i#

!uatu #entukkromato%raf eksklusiukuran/

5i%unakan untukmen%hilan%kan %aramdan #erkonsentrasisampel protein/

6erat molekul dialisistu#in% telah menetapkandipoton% (+C')/ Hanyamolekul yan% le#ih kecildari +C' akan

Page 46: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 46/77

Dial"#i#

Page 47: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 47/77

<olum% <h)omato)a*h"

+ost common method &or separatin%enzymes and other proteins

4e#anyakan metode umum untuk

memisahkan enzim dan protein lain

S ti P t i

Page 48: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 48/77

S$*a)ati% P)ot$i%#6m$mi#ahka% *)ot$i%

<h)omato)a*h"

+o#ile phase

C .hase that carriessample throu%houtprocedure/

C iQuid

C 8as

!tationary phase

C +atrix that retardsthe mo$ement o&sample #ein% carried#y the mo#ile phase/

• -romatografi

(fase gerak

  (+ase !ang memba6a

sampel seluruhprosedur

  (cair 

  (gas

• fase stasioner (Matriks !ang

menghambat pergerakan

sampel !ang diba6a oleh

fase gerak

9$l :lt)atio%

Page 49: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 49/77

Enzymes are separated onthe #asis o& #i&$/

ar%e molecules exit frst/

+o#ile phase iQuid

!tationary phase >nsolu#le, porous

car#ohydrate #eads

9$l-:lt)atio%<h)omato)a*h"

lso called #i&$ $/.lu#io%.h)omato)a*h"

9$l :lt)atio%

Page 50: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 50/77

Enzim dipisahkan atasdasar ukuran/

+olekul #esar keluarpertama/

&ase %erak

-cair

&ase stasioner-arut, manik-manik

kar#ohidrat #erpori

9$l-:lt)atio%<h)omato)a*h"

•  ?u%a dise#ut kromato%raf eksklusi ukuran

9$l :lt)atio%

Page 51: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 51/77

9$l-:lt)atio%<h)omato)a*h"

9$l :lt)atio%

Page 52: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 52/77

9$l-:lt)atio%<h)omato)a*h" !ample is applied to the top o& a column

containin% porous #eads 9 matrix

!mall molecules will pass throu%h the pores o&the #eads (while lar%er ones cannot)

ar%e molecules Low more rapidly throu%h thecolumn and elute frst

>ntermediate size molecules will elute at anintermediate position (occasionally enter the#eads)

 "he small molecules will elute last, #ecause

take lon%er path

9$l :lt)atio%

Page 53: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 53/77

9$l-:lt)atio%<h)omato)a*h" !ampel diterapkan ke atas kolom yan% #erisi

#erpori manik 9 matriks +olekul kecil akan melewati pori-pori manik-

manik (sementara yan% le#ih #esar tidak #isa) +olekul #esar men%alir le#ih cepat melalui

kolom dan terelusi pertama +olekul ukuran menen%ah akan men%elusi di

posisi menen%ah (kadan%-kadan% memasukimanik-manik)

+olekul-molekul kecil akan men%elusi lalu,karena men%am#il alan la%i

Io% E/.ha%$

Page 54: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 54/77

Io% E/.ha%$<h)omato)a*h"

!eparatesmolecules #ased

on .ha)$/ +o#ile phase

8enerally liQuid !tationary phase

Electrostaticallychar%ed ions#ound toinsolu#le,

chemically inertmatrix/ Elution o&

protein dd salt to

compete with#indin% o& sample

H2C

C

O

O-

carboxymethyl (CM)

cellulose

H2C

CH2

N

CH2

CH3

H2C

CH3

H

diethylaminoethyl (DEAE)

cellulose

(nion

(Cationexchan%e)

• Memisahkanmolekul

berdasarkan bia!a• fase gerak

(umumn!a cairan

• fase stasioner (Elektrostatis

dibebankan ion terikat

larut$ matriks kimia

inert• Elusi protein

(Tambahkan garam

untuk bersaing dengan

pengikatan sampel

untuk fase diam

(Perubahan p* "alter

bia!a protein#

Io% E/.ha%$

Page 55: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 55/77

>on exchan%e resins contain .ha)$( )ou*#/ 7esin pertukaran ion men%andun% %u%us

dikenakan/

>& these %roups are acidic in nature theyinteract with positi$ely char%ed proteins arecalled .atio% exchan%ers/

 ?ika kelompok-kelompok ini #ersi&at asam di

alam mereka #erinteraksi den%an protein#ermuatan positi& dise#ut kation exchan%er/

  C+ cellulosecation exchan%er

CH2

-C''-

CH2-C''-

FFF

F

.ositi$ely

char%ed (#asic)protein orenzyme

Io% E/.ha%$<h)omato)a*h"

Io% E/.ha%$

Page 56: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 56/77

>& these %roups are basic in nature, theyinteract with ne%ati$ely char%ed molecules arecalled a%io% exchan%ers/

 ?ika kelompok-kelompok ini dasar di alam,mereka #erinteraksi den%an molekul#ermuatan ne%ati& dise#ut penukar anion/

5EE celluloseanion exchanger 5EE selulosaanion exchan%er

CH2-CH2 -HF(CH2CH2)-

-

--

e%ati$elychar%ed

(acidic) proteinor enzyme6ermuatanne%ati& (asam)protein atauenzim

CH2-CH2 -HF

(CH2CH2)

Io% E/.ha%$<h)omato)a*h"

Io% E/.ha%$

Page 57: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 57/77

or protein #indin%, the pH is fxed (usually near neutral)under low salt conditions/ Example cation exchan%ecolumnRJntuk protein yan% men%ikat, pH adalah tetap (#iasanya

mendekati netral) dalam kondisi rendah %aram/ +isalnyatukar kation kolom ///

C+ cellulose

cation exchan%er

CH2-C''-

CH2-C''-

FF

FF

.ositi$ely char%edprotein or enzyme #indto the column6ermuatan positi&protein atau enzim

men%ikat ke kolom--

--

--

--

e%ati$ely char%edproteins pass throu%hthe column.rotein #ermuatan

ne%ati& melewatikolom

Io% E/.ha%$<h)omato)a*h"

Io% E/.ha%$

Page 58: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 58/77

 "o elute enzyme o& interest, add increasin%ly hi%her amount o& salt(increase the ionic stren%th)/ aF will interact with the cation resinand Cl- will interact with our positi$ely char%ed protein to elute oAthe column/Jntuk men%elusi enzim yan% menarik, tam#ahkan umlah yan%semakin tin%%i %aram (menin%katkan kekuatan ion)/ a F akan#erinteraksi den%an resin kation dan Cl- akan #erinteraksi den%anprotein kami #ermuatan positi& untuk men%elusi dari kolom/

C+ cellulose

cation exchan%er

CH2-C''-

CH2-C''-

FFF

F

C+ cellulose

cation exchan%er

CH2-C''-

CH2-C''-

F

F

F

F

aF

aF

Cl-

aF2

Cl-

Cl-

Cl-

aF2

F >ncreasin%MaClN o& theelution #uAer

Io% E/.ha%$<h)omato)a*h"

Page 59: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 59/77

Io% E/.ha%$

Page 60: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 60/77

ow salt Hi%h salt

Io% E/.ha%$<h)omato)a*h"

Page 61: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 61/77

E/am*l$#

"ame onizale group Type

&E9E(,ephade> &ieth!laminoeth!l =eakl! basic

,P(,epharose Meth!lsulfonate ,trongl! acidic

3io(/e> B1 )arbo>!lic acid =eakl! acidic

P cellulose Phosphate,trongl! D 6eakl!

acidic

Page 62: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 62/77

A>%it" <h)omato)a*h"

+o#ile phase

Jsually liQuid !tationary

phase nti#ody9su#stra

te9li%and #ound

Immu%oa>%

it"

Affinity cromatograpy is a method of separating enz!me ' protein

mi>tures based on a highl! specific interaction bet6een : antibod! and

antigen

substrate and enz!me

ligand and receptor 

-romatografi afinitas adalah metode memisahkan campuran enzim ' proteindidasarkan pada interaksi !ang sangat spesifik antara: antibodi dan antigen

  substrat dan enzim

  ligan dan reseptor 

fase gerak

biasan!a cairan

fase stasioner 

 9ntibodi ' substrat '

ligan terikat manik

lembam

Page 63: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 63/77

A>%it" .h)omato)a*h"

Page 64: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 64/77

Po##il$ $lutio%#t)at$i$#5 pH

>on stren%h

5enature

Competitor li%and oranalo%

A>%it" .h)omato)a*h"

-emungkinan

Pengembangan strategi

elusi:p*

ion strengh

mengubah ,ifat ,esuatu

3endaPesaing ligan 9T9U

analog

Page 65: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 65/77

A a>%it" .olum%

Mo%ito)i% P)o)$## o,

Page 66: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 66/77

Mo%ito)i% P)o)$## o,Pu)i:.atio% P)oto.ol

Total *)ot$i% 6m7 Suantity o& protein

present in &raction

Total a.tiit" 6u%it#o, a.tiit"7 Jse a portion o& sample

to determine acti$ity/

+ultiply acti$ity #y total$olume to determine

total acti$ity/

Jumlah protein "mg#

Jumlah protein hadir dalam

fraksi

Jumlah akti.itas "unit

kegiatan#

Menggunakan sebagian

dari sampel untukmenentukan akti.itas

-egiatan kalikan dengan

total .olume untuk

menentukan akti.itas total

Mo%ito)i% P)o)$## o,

Page 67: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 67/77

Mo%ito)i% P)o)$## o,Pu)i:.atio% P)oto.ol

S*$.i:. a.tiit" 6u%it# o, a.tiit"m7

? "i$l(5  measure o& acti$ity retaineda&ter each step in procedureukuran akti$itas ditahan setelah setiaplan%kah dalam prosedur/< yield = "otal acti$ity at particular

step

 "otal acti$ity o& initial extract

!// = "otal acti$ity

 "otal protein

Mo%ito)i% P)o)$## o,

Page 68: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 68/77

Mo%ito)i% P)o)$## o,Pu)i:.atio% P)oto.ol

Pu)i:.atio% l$$l5  +easure o&increase in purity o& protein throu%houtprocedure/

 "in%kat pemurnian: +en%ukur penin%katan

kemurnian protein seluruh prosedur/

.urifcationle$el =

!pecifc acti$ity at particular step

!pecifc acti$ity o& initial extract

Mo%ito)i% P)o)$## o,

Page 69: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 69/77

Mo%ito)i% P)o)$## o,Pu)i:.atio% P)oto.ol

StepTotal protein

(mg)Total activity

(units)

Specificactivity

(units/mg) Yield (%)

Purificationlevel

nitial e!tract 5@$111 5@1$111 51 511 5

("#$)S&$ 

precipitation2$;11 547$111 41 A0 4

on'e!cange 5$0B7 55@$@11 A1$4 BB A$14

Sizee!clusion

;7; B@$111 51A4$4 @1 51A$4

Affinitycolumn

5B@ @0$@11 41111 4@ 4111

(6er%, "ymoczko, G !tryer/ (22) Biochemistry , Bth ed/ /H/ reeman G Co/, ew Iork, I,

p/ ;)

Page 70: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 70/77

Purification Summary

Page 71: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 71/77

Purification Summary

STEP

Total

Activity

(Unit)

Total

Protein

(mg)

Specific

Activity

(Unit/mg)

 

Yield

(%)

Purification

factor (Fold)

Culture Filtrate !"# $ "&! & &

Colloidal C'itin Affinity " " &"&$ $" *"!

+EAE,Toyopearl - .* ."#* #"&& &"* &." "$&

utyl,Toyopearl - .* &"&* "$ #"$& $"!& $$"&*

Ra'CiA

* SP SP

!

(+,a)

.

#

 S+S,PA0E

 1Y-203A-

A + P Y 4 5   6 A Y Y P

A + S Y  5  7 6 + Y Y P

 Ra,C'iA

 Ba,C'iA&

8,terminal amino acid 9e:uence9

alignment of  Ra,C'iA and  Bc,C'iA&

<ha)a.t$)i&atio% o,

Page 72: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 72/77

o +olecular masso  'ptimum acti$ityin $arious conditions

(pH, temperatur,ionic stren%h etc)o  Enzymespecifcityo

 4ineticparametero  +echanism o&catalysis

o  !tructure (T-ray

<ha)a.t$)i&atio% o,E%&"m$

• massa molekul•   -egiatan optimal

dalam berbagai kondisi

• "p*$ temperatur$ ionstrengh dll#

•   spesifisitas enzim• parameter kinetik

•   Mekanisme katalisis•   ,truktur "(ra!

kristalografi#•   peraturan

El h i

Page 73: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 73/77

El$.t)o*ho)$#i# !eparates

molecules #asedon molecularmass and9orchar%e/

+emisahkanmolekul#erdasarkanmassa molekul

dan 9 atau #iaya

http:99www/science/&au/edu9chemistry9+ari9#iochemla#9manual/html

Page 74: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 74/77

SDS-PA9E

!odium dodecylsul&atepolyacrylamide%elelectrophoresis

!eparation#ased onmolecular mass/

Coat sampleswith !5! to %i$euni&orm char%eto mass ratio/

+akes all

,odium dodec!lsulfat poliakrilamida

gel elektroforesis

Pemisahan

berdasarkan massamolekul

,ampel mantel

dengan ,&, untuk

memberikan bia!aseragam untuk

rasio massa Membuat semua

protein bermuatan

negatif

Protein separation using S,S'PA-E(.aemmli system) un te electroporesis until dye

Page 75: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 75/77

(.aemmli system)

Stac+ing

gel

esolving

gel

01 Apply protein/dye samples

  into polyacrylamide gel

2ells

Terap+an sampel protein / dye3

dalam sumur gel polia+rilamida

1 un te electroporesis until dye

reaces te end of te gel

4alan+an ele+troforesis sampai dye3

mencapai a+ir gel

51 emove te gel from

te apparatus and stain

for proteins

.epas+an gel dari3 alat

dan noda untu+3 protein

I l t i F i

Page 76: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 76/77

I#o$l$.t)i. Fo.u#i%

!eparation #ased on char%e/ .olyampholite (small

multichar%ed polymers) used toprepare pH %radient in the %el

Can #e used to experimentallydetermine the p> $alues/

• Pemisahan berdasarkan bia!a

• Pol!ampholite "polimermulticharged kecil# digunakan untuk

mempersiapkan p* gradien dalam

gel• &apat digunakan untuk eksperimen

menentukan nilai p<

Page 77: Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

7/21/2019 Kuliah-6 Pemurnian Enzim Translate

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-6-pemurnian-enzim-translate 77/77

 "H4 I'J