PROTEIN PENGIKAT AKTIN DAN PERANANNYA DALAM ORAGNISASI AKTIN FILAMEN

Document Sample
PROTEIN PENGIKAT AKTIN DAN PERANANNYA DALAM ORAGNISASI AKTIN FILAMEN Powered By Docstoc
					  PROTEIN PENGIKAT AKTIN DAN
PERANANNYA DALAM ORAGNISASI
        AKTIN FILAMEN




                 SGD A9
      Made Yos Darmayasa (1102005160)
    I G.A. Triana Suharidewi (1102005166)
    I Gusti Ayu Prapti Adnyani (1102005167)
    I Wayan Angga Wiadnya (1102005169)
      Ni Made Indah Pratiwi (1102005170)
      Putu Nanda Tediantini (1102005174)




           Fakultas Kedokteran
           Universitas Udayana
                  2011
                                PENDAHULUAN


       Sitoskeleton atau rangka sel merupakan filamen-filamen non spesifik yang
umum terdapat pada semua sel membentuk jalinan pada daerah sitoplasma. Sitoskeleton
terdiri dari mikrofilamen atau aktin filamen, filamen intermediat dan mikrotubulus.
Dengan adanya sitoskeleton, sel dapat memilki bentuk yang kokoh, berubah bentuk ,
dan mampu mengatur posisi organel. Diantara ketiga komponen sitoskeleton yang
memilki ukuran paling kecil adalah mikrofilamen atau aktin filamen.
        Aktin hanya ditemukan pada eukariota. Aktin merupakan komponen penting
dari sitoskeleton dan memainkan peran penting dalam eukariotik sel. Aktin sitoskeleton
fungsi dalam generasi dan pemeliharaan morfologi sel dan polaritas, dalam endositosis
dan intraseluler perdagangan, kontraktilitas, motilitas dan pembelahan sel.Aktivitas
mikrofilamen atau filamen aktin menyebabkan pergerakan seperti aliran sitoplasma dan
gerak ameboid (gerak sel tunggal protista, cendawan, dan hewan yang menggunakan
protoplasmanya yang mengalir keluar dari sel unuk membentuk semacam kaki semu
atau pseudopod, kemudian bagian sel yang tertinggal maju ke arah pseudopod hingga
menghasilkan gerak sel di suatu permukaan). Mikrofilamen terlihat melalui mikroskop
fluoresensi dengan bantuan antibodi antiaktin (diperoleh dari lawan aktin pada hewan)
atau dengan analog fluoresen falotoksin (berasal dari cendawan Amanita phalloides),
yang secara khas berikatan dengan molekul aktin.
       Aktin filamen terdiri dari dua rantai G-aktin yang menempel satu sama lain
membentuk F-aktin. Aktin terdapat dalam dua bentuk, yaitu aktin-G dalam bentuk
globular dan aktin-F dalam bentuk fibrilair. Bila konsentrasi Mg++ dan ATP meningkat,
actin-G terpolimerasi menjadi actin-F, membentuk suatu double helix yang berdiameter
7 nm dan jarak 72 nm. Polimerisasi tersebut berjalan seperti berikut: (1) Suatu molekul
ATP melekat pada G-aktin. Molekul G-aktin yang aktif bersatu pada satu molekul ADP.
(2) Molekul G-aktin aktif membentuk dua untai berpilin yaitu F-aktin. (3) F-aktin
terdapat dalam semua sel saling berasosiasi dengan molekul lain yang disebut dengan
Actin Binding Protein (ABP) misalnya tropomyosin yang dapat mengikat aktin untuk
diselaraskan menjadi bundel. ABP ini menentukan struktur dan fungsi dari bundel
microfilament aktin, lembaran dan matriks. Bundel ini memperpanjang dapat
membentuk membran ekstensi, seperti mikrovili sel epitel usus. Basis dari bundel dari
mikrofilamen aktin tertanam dalam protein yang melapisi permukaan bawah membran
sitoplasma dan diperkuat dengan meshwork kuat filamen sitoskeleton menengah .
         Aktivitas kontraktil dalam sel otot terutama terjadi akibat adanya interaksi antara
dua protein, yaitu aktin dan miosin. Aktin dalam otot adalah filamen halus (diameter 5-
7nm) yang terdiri atas subunit globular yang tersusun berupa heliksganda. Meskipun
filament aktin dalam sel otot stabil secara struktural, pada sel selain otot, filament
tersebut mudah diurai dan dirakit kembali. Sejumlah besar protein pengikat aktin (Actin
Binding Protein) telah dijumpai dalam berbagai macam sel dan banyak penelitian
terkini menitikberatkan pada cara protein ini menimbulkan polimerisasi dan agresi
interal filamen aktin. Kepentingannya dapat disimpulkan dari kenyataan bahwa hanya
sekitar setengah aktin sel yang terdapat dalam bentuk mikrofilamen. Kebanyakan
aktivitas yang terkait dengan filament aktin bergantung pada interaksi myosin dengan
aktin.
                                          ISI
1.   Definisi
     a. Mikrofilamen (Aktin Filamen)
                Mikrofilamen adalah rantai ganda protein yang saling bertaut dan tipis,
        terdiri dari protein yang disebut aktin. Mikrofilamen berdiameter sekitar 7 nm.
        Karena kecilnya sehingga pengamatannya harus menggunakan mikroskop
        elektron. Mikrofilamen berbentuk tongkat solid yang terbuat dari protein
        globular yang disebut dengan actin, oleh karena itu mikrofilamen sering disebut
        juga filament aktin. Mikrofilamen banyak ditemukan dalam sel eukariotik.
        Filamen ini merupakan struktur primer fungsional dan sangat penting sebagai
        komponen cytoskeleton. Mikrofilamen seperti mikrotubulus tetapi lebih lembut.
        Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti
        pada otot). Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel. Berlawanan dengan
        peran penahan-tekanan (gaya tekan mikrotubula), peran struktural mikrofilamen
        dalam sitoskeleton adalah untuk menahan tegangan (gaya tarik).
     b. Protein Pengikat Aktin / ABP (Actin-Binding Protein)
                Protein pengikat aktin atau dikenal sebagai ABP (Actin-Binding Protein)
       adalah protein yang mengikat aktin . Hal ini berarti kemampuan untuk mengikat
       monomer aktin, atau polimer, atau keduanya. Beberapa tahun lalu, Pollard dan
       Cooper mengidentifikasi sejumlah besar protein yaitu 162 protein yang berbeda
       dan terpisah tanpa termasuk banyak sinonim atau isoform.
                Banyak ABP dikenal mengikat ke lokus yang sama pada permukaan
       aktin dan karena itu dapat diharapkan untuk bersaing. Sebuah mengikat sedikit
       dengan kooperatititas positif dan cenderung membentuk kompleks terner
       melainkan mengikat lebih dengan kooperatititas negatif. Dalam myofibrils,
       setidaknya delapan protein sarcomeric mengikat ke filamen tipis. Setidaknya 12
       ABP adalah membran protein terkait dan sembilan membran reseptor atau
       transporter ion. Tiga belas ABP cross-link filamen aktin sedangkan yang lain
       memungkinkan filamen untuk berinteraksi dengan elemen lain dari sitoskeleton.
       Mikrofilamen mungkin tidak berinteraksi secara langsung dengan mikrotubulus
       dan filamen menengah tetapi melakukannya melalui protein linker.
2. Jenis-jenis dan Peranan Protein Pengikat Aktin / ABP (Actin-Binding Protein)

                  Massa Molekul
                                    Jumlah
      Protein      tiap Subunit                              Fungsi
                                    Subunit
                       (Da)
  α- Actinin      100,000           2         Bundling actin filament untuk
                                              contractile bundles
  Fimbrin         68,000            1         Bundling actin filaments untuk
                                              parallel bundles
  Filamin         270,000           2         Cross-link filaments aktin menjadi
                                              jaringan seperti gel
  Myosin-II       260,000           2         Kontraksi      dengan       menggeser
                                              filament aktin
  Myosin-V        150,000           1         Gerakan vesikel dan organel
                                              sepanjang filamen aktin
  Spectrin                                    Membentuk          jaringan     untuk
  α               265,000           2         mendukung membran plasma sel
  β               260,000           2         darah merah
  Gelsolin        90,00             1         Memotong dan menutupi filamen
                                              aktin
  Thymosin        5000              1         Mengikat         G-aktin      subunit,
                                              memeliharanya        dalam     bentuk
                                              monomer
  (sumber: Hystology, Gartner)
  Peranan Protein Pengikat Aktin / Actin-Binding Protein (Gerald, 2009:366)




1. Monomer Nucleating
         Pembentukan aktin filamen dipercepat oleh adanya inti sel yang sudah ada
  sebelumnya dan dapat ditambahkan oleh monomernya. Beberapa protein telah
  diidentifikasi membantu proses nukleasi aktin filament. Kompleks Arp2/3, yang
  mengandung dua aktin protein terkait adalah protein yang berbagi homologi urutan
  dengan aktin dengan jumlah cukup tetapi tidak dianggap aktin yang sebenarnya.
  Setelah kompleks diaktifkan, kedua Arps melakukan penyesuaian               dengan
  menyediakan template untuk      monomer aktin yang dapat ditambahkan, sejalan
  dengan cara yang        diusulkan untuk membentuk template untuk nukleasi
  mikrotubulus. Kompleks Arp2 / 3 menghasilkan jaringan pendek, filamen aktin
  bercabang. Protein lain yang membantu proses nukleasi yaitu formin, menghasilkan
  filamen bercabang seperti yang ditemukan di adhesi fokus dan cincin kontraktil yang
  membagi sel . Tidak seperti Arp 2 / 3 yang mengingatkan petunjuk dari filamen
  yang baru terbentuk, trek formin dengan ujung berduri bahkan sebagai subunit
  disisipkan di sisi itu.


2. Monomer-sequestering proteins
          Timosin (misalnya: timosin β4) adalah protein yang mengikat monomer ATP-
   aktin (sering disebut G-aktin) dan mencegah polimerisasi. Protein inilah yang
   disebut sebagai protein aktin monomer sequestring. Protein ini diyakini bertanggung
   jawab atas konsentrasi G-aktin yang relative tinggi pada sel yang bukan sel otot (50-
   200µm). Tanpa protein monomer sequestring, kondisi dalam sitoplasma akan
   mendukung polimerisasi monomer yang hampir lengkap menjadi filamen aktin
   larut. Karena kemampuan mereka untuk mengikat G-aktin dan menstabilkan kolam
   monomer, perubahan konsentrasi atau kegiatan dari protein monomer sequestring
   dapat menggeser kesetimbangan monomer-polimer di wilayah tertentu dari sel dan
   menentukan apakah polimerisasi atau depolimerisasi terjadi pada saat itu.


3. End-blocking(capping proteins)
         Protein dari kelompok ini mengatur panjang filamen aktin dengan mengikat
   satu atau ujung lain dari filamen, membentuk cap yang memblok baik kekurangan
   dan kelebihan dari subunit. Jika perkembangan cepat, akhir filamen yang berduri
   menjadi dibatasi, depolimerisasi dapat terjadi di ujung yang lainnya, sehingga
   mengakibatkan pembongkaran filamen tersebut. Jika bagian ujungnya juga dibatasi,
   maka depolimerisasi menjadi diblokir. Filamen tipis otot lurik dibatasi pada akhir
   berduri yang berada di garis Z oleh protein yang disebut cap Z dan pada bagian
   ujung oleh protein tropomodulin. Jika tropomodulin yang tertutup terganggu oleh
   mikro injeksi pada antibodi ke dalam sel otot, filamen tipis pada aktin sub unit
   berlebih di ujung yang baru akan terkena dan mengalami perpanjangan yang cepat
   ke tengah sarkomer.


4. Monomer Polymerizing Protein
           Profilin adalah protein kecil yang mengikat ke situs yang sama pada
   monomer aktin seperti halnya thymosin. Namun bukannya menghambat
   polimerisasi, profil mendorong pertumbuhan filamen aktin. Profil melakukan hal ini
   dengan melampirkan ke monomer aktin dan katalis disosiasi ADP terikat, yang
   dengan cepat digantikan yang ATP. Monomer profil-ATP-aktin daripada yang bisa
   berkumpul di ke ujung berduri bebas dari sebuah filamen aktin tumbuh, yang
   menyebabkan pelepasan profilin.


5. Actin filament-depolymerizing protein
         Bagian dari kelompok cofilin protein (termasuk cofilin, ADF, dan depacting)
   mengikat subunit aktin-ADP yang ada di dalam tubuh dan filamen-aktin akhir.
   Cofilin memiliki dua proses : itu berupa fragmen filamen-aktin, yang dapat
   mendukung depolimerisasi pada ujung runcing. Peran protein ini terjadi dalam
   perputaran yang cepat dari filamen-aktin di bagian yang mengalami perubahan
   dinamis dalam struktur cytoskeletal. Mereka adalah bagian yang penting untuk
   pergerakan sel, fagositosis dan sitokinesis.


6. Cross linking-proteins
          Protein pada kelompok ini mampu mengubah organisasi tiga-dimensi dari
   populasi filamen aktin. Setiap protein ini memiliki dua atau lebih bagian pengikat
   aktin dan karena itu dapat melakukan cross-link dua atau lebih filamen aktin yang
   dipisahkan. Beberapa dari protein ini (ex: filamin) memiliki bentuk batang, panjang
   fleksibel dan mendorong pembentukan jaringan longgar filamen. Kawasan
   sitoplasma mengandung jaringan yang            memiliki properti dari gel tiga dimensi
   elastis yang tahan tekanan mekanis. Cross-linking protein lainnya (ex: vilin dan
   fimbrin) memiliki bentuk yang lebih globural dan mendorong bundling dari filamen
   aktin menjadi erat. Susunan tersebut ditemukan dalam microvili dari sel epitel
   tertentu dan dalam stereocilia mirip rambut dari sel reseptor telinga bagian dalam.
   Filamen bundling bersama-sama menambah kekakuannya, yang memungkinkan
   untuk bertindak untuk kerangka internal yang mendukung proyeksi sitoplasma.


7. Filament-severing proteins
         Protein pada kelas ini memiliki kemampuan untuk mengikat ke sisi filamen
   yang sudah ada dan membaginya menjadi dua. Memotong protein (contoh :
   gelsolin) juga dapat      memberikan      penggabungan monomer aktin           dengan
   menciptakan tambahan pada ujungnya atau mereka mungkin menutup fragmen yang
   dihasilkan. Cofilin juga mampu memutuskan filamen.


8. Membrane-binding proteins
          Sebagian besar mesin kontraktil pada sel yang bukan sel otot terletak tepat di
   bawah membran plasma. Selama berbagai aktivitasnya, gaya yang dihasilkan oleh
   protein kontraktil bertindak sebagai membran plasma, menyebabkan menonjol
   keluar seperti yang terjadi selama penggerak sel atau untuk infaginasi ke dalam
   (terjadi selama fagositosis atau sitokinesis). Kegiatan ini umumnya difasilitasi oleh
   protein pengikat aktin ke membran plasma secara tidak langsung, melalui
   keterikatan pada protein membran perifer. Dimasukkannya polimer aktin pendek ke
   kerangka membran eritrosit dan lembaran filamen aktin ke membran di adhesi fokus
   dan persimpangan adherens. Protein membran yang memiliki hubungan ke aktin
   termasuk vinculin, anggota keluarga ERM (Ezrin, radixin, dan moesin) dan anggota
   keluarga spectrin (distrofin protein yang bertanggung jawab untuk distrofi otot).
                                    SIMPULAN

       Protein pengikat aktin atau dikenal sebagai ABP (Actin-Binding Protein) adalah
protein yang mengikat aktin . Hal ini berarti kemampuan untuk mengikat monomer
aktin atau polimer, atau keduanya. Peranan protein pengikat aktin pada organisasi aktin
filament dengan membentuk berbagai tipe, yaitu: Monomer Nucleating, Monomer-
sequestering proteins, End-blocking(capping proteins), Monomer Polymerizing Protein,
Actin filament-depolymerizing protein, Cross linking-proteins, Filament-severing
proteins, dan Membrane-binding proteins.
                                 DAFTAR PUSTAKA


Berry, D. A. et all. 2009. Actin Binding Proteins: Regulation of Cytoskeletal
        Microfilaments: 440-451.
Christopher J. Staiger, et all. 2010. Regulation of actin dynamics by actin-binding
        proteins in pollen : 1970-1981
Gartner, Leslie P. 2007. Color Textbook of Histology. 3rd ed. Maryland : Elsevier
        Saunders. 43-44.
Junquera, Luiz Carlos, Jose Carneiro. 2007. Histologi Dasar. 10th ed. Jakarta : Penerbit
        Buku Kedokteran EGC.
Steven J. Winder , Kathryn R. Ayscough. 2005. Actin-binding proteins : 651-653.

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Stats:
views:704
posted:11/29/2011
language:Malay
pages:11
Description: jenis actin binding protein dan perannya dalam organisasi filamen aktin