ANALISA KEHALALAN DENGAN SDS-PAGE Oleh Kelompok 3B : Miyadah Samiyah 1111102000034 1111102000034 Silvia Aryani 1111102000039 1111102000039 Rosita Pracima 1111102000041 Euis Chodidjah 1111102000046 1111102000046 Laila Novilia M. 1111102000050 1111102000050 Syaima 1111102000056
Definisi •
•
•
SDS-PAGE Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrilamide Gel Electrophoresis teknik pemisahan molekul-molekul protein berdasarkan perbedaan berat masingmasing (Davis, 1994; Campbell dkk., 2002). SDS (Sodium Dodecyl Sulphate ) sejenis detergen yg berfungsi mendenaturasikan protein, memberikan muatan negatif pd protein, dan molekul hidrofobik (tidak suka air) (Seidman & Moore, 2000).
Gel poliakrilamid hasil polimerasi monomer akrilamid & bisakrilamid (Martin, 1996). Poliakrilamid dihasilkan dr sebuah sistem yg menghasilkan radikal bebas yaitu dgn penambahan penambahan ammonium persulfat persulfat (APS) sbg inisiator inisiator & tetrametilendiamin (TEMED) sbg pengkatalis (Sambrook & Russell, 2001).
Pembentukan gel poliakrilamid melalui inisiasi APS dan TEMED
SDS
Gel Poliakrilamid
Peralatan
Komponen SDSPAGE Sistem Buffer
Destaining
Perwarnaan atau staining
SDS
Gel Poliakrilamid
Sistem Buffer Continous System menggunakan 1 jenis gel yaitu menggunakan resolving gel , Discontinous System menggunakan 2 jenis gel berupa resolving gel dan stacking gel. Stacking gel utk menahan sementara agar sampel bermigrasi pd waktu yg bersamaan. Resolving gel utk memisahkan molekul-molekul yg ada berdasarkan berat molekulnya (Boyer, 1993).
Perwarnaan atau staining Zat pewarna untuk pewarnaan sekaligus utk mengetahui berjalan atau tidaknya proses running. Pewarnaan gel pada teknik SDS-PAGE: Commasie blue staining pewarna tekstil trifenilmetana, dan lebih sering digunakan di dalam teknik SDS PAGE. Kelebihan: harga relatif murah, mengikat protein secara spesifik, bekerja cepat. Silver salt staining kelebihan: hasilnya lebih akurat jika dibandingkan coomassie blue staining. Kekurangan: harga lebih mahal dan membutuhkan waktu yang lebih lama (Boyer, 1993).
Pewarnaan dengan: (A) silver salt staining, (B) commasie blue staining .
Destaining Perendaman gel dlm destaining solution utk memudahkan pegamatan. Destaining digunakan utk membersihkan gel dr pewarna sehingga pita dpt terlihat (Boyer 1993: 139).
Peralatan Comb utk membentuk well pd gel. Casting frame tempat utk glass plates . Casting stand tempat dipasangnya casting frame . Stank s wadah meletakkan perangkat elektroforesis. Micropipette dan tips utk mengambil, mencampurkan & memindahkan sampel ke dalam well .
Prinsip Dasar
Prinsip dr SDS-PAGE adalah dgn memanfaatkan perbedaan kemampuan migrasi masing-masing molekul protein. Kemampuan migrasi tiap molekul akan berbeda disebabkan perbedaan berat molekul protein (Davis, 1994; Campbell dkk., 2002).
Protein dpt dipisahkan berdasarkan ukuran massanya dgn elektroforesis gel poliakrilamid dgn sistem gerak. Sebelumnya, campuran protein dipanasi dgn SDS utk menyelubungi molekul protein menyebabkan interaksi nonkovalen terganggu shg molekul protein dlm struktur primer (Watson, 2007). Setelah SDS, protein yg sama berada dlm bentuk linear yg mengeliminasi semua lipatan & melapisi protein tsb dgn ion negatif (Malcolm Campbell, 1998).
Kompleks protein SDS kemudian dielektroforesis, shg semua molekul protein bergerak menuju kutub positif. Ketika elektroforesis selesai, protein dlm gel dpt ditampakkan oleh pewarnaan dgn perak atau zat warna seperti Commasie blue , yang akan menampakkan beberapa pita (Watson, 2007).
Skema mekanisme separasi protein berdasarkan berat molekul dengan SDS-PAGE.
Anggap saja protein-protein tsb terdenaturasi & dilapisi dgn ion negatif dgn SDS, yg bergerak di dlm gel. Kebanyakan protein akan mempunyai panjang yg berbeda, utk berbagai macam ikatan asam amino dlm membentuk struktur primer sebuah protein. Protein akan mempunyai berat molekul yg berbeda-beda protein akan berpindah ke kutub positif pd kecepatan yg berbeda protein dgn ukuran yg lebih besar akan kesulitan utk melewati pori-pori yg lebih kecil, sedangkan protein dgn ukuran yg lebih kecil bisa melewati saluran-saluran tersebut, shg dpt bermigrasi lewat gel dgn lebih cepat Protein yg lebih kecil & lebih cepat akan berada di kutub positif & protein dgn ukuran besar akan berada di kutub negatif.
Gambar tsb menunjukkan suatu SDS-PAGE dimana protein-protein telah bermigrasi lewat saluran-saluran di poliakrilamid.
Poliakrilamid memisahkan protein sesuai berat molekulnya saja, dan tdk dpt membedakan antara urutan asam aminonya. Hal yg dpt terjadi adalah mendapatkan dua protein yg mempunyai berat molekul yg sama dgn konstruksi asam amino yg berbeda. (Campbell 1998).
Pembahasan Jurnal
SDS-PAGE
Pendahuluan •
•
• •
•
•
•
Globalisasi dalam semua aspek telah membawa konsekuensi dalam banyak produk makanan lokal dan impor makanan baik halal atau haram dengan mudahnya dapat ditemukan. Adanya kekhawatiran karena mayoritas penduduk di Indonesia adalah Muslim. Salah satu contoh produk yang biasa digunakan adalah gelatin. Adanya keterbatasan pada sumber sapi, mengharuskan produsen mengambil sumber gelatin dari babi yang dinyatakan harganyapun juga lebih murah. Penerapan ini tentu saja bermasalah bagi kaum muslim dimana sumber gelatin tersebut menurut kaidah islam haram untuk digunakan. Oleh karena itu, perlu untuk mengembangkan metode untuk membedakan spesies asal gelatin dengan cara mengidentifikasi profil gelatin yang berbeda dari sumber yang berbeda melalui studi intra struktur molekul. Menggunakan instrumen FTIR, UV-Vis, dan SDS-PAGE
Pendahuluan •
•
•
Hafidz et.al. (2011) menyebutkan bahwa ada tiga komposisi asam amino yang berbeda antara gelatin sapi dan gelatin babi, yaitu glisin, prolin dan residu arginin. Namun perbedaan ini perlu diperiksa dan dikombinasikan dengan perlakuan hidrolisis enzimatik untuk mengidentifikasi perbedaan dalam berat molekul dengan SDS-PAGE (Sodium Sulphate Duodecil Polyacrylamide Gel Electrophoresis) untuk membedakan tingkat gelatin antara sapi dan babi. Dalam penelitian ini, digunakanlah enzim pepsin untuk dapat menghidrolisis ke dua sumber gelatin agar mendapatkan fragmen peptida dari gelatin yang berbeda dalam berat molekul.
Bahan –
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Powdered porcine gelatin type A (Catalogue No. G8150) bovine gelatin type B (Catalogue No. G1393) Powdered pepsin (Sigma Aldrich catalog number 76218. NaH2PO4.5H2O and Na2HPO4 for Phosphate buffer pH 6.0, Sample buffer for electrophoresis (Tris-HCl,glycerol, bromophenol blue and β-merkapto etanol) Running buffer for electrophoresis (Tris-glycine) Acrylamide Bis-acrylamide SDS (sodium duodecyl sulphate) Tris base TEMED (N,N,N’,N’-tertamethyl ethylenediamine) APS (Ammonium persulfate) Coomasie Brilaint blue G250 NaCl (s) Methanol Acetic acid glacial SDS-PAGE Protein Standards catalog no. 161-0318 (Biorad).
Metode 1. Hidrolisis Gelatin Tabung 1 (1A dan 1B)
Tabung 2 (2A dan 2B)
Tabung 3 (kontrol)
• 1 g bubuk gelatin (tipe A dan B) dilarutkan 7 ml dari 25 Mm buffer asetat Ph 4,5
• Ekstrak pepsin dilarutkan 3 ml larutan buffer + bubuk enzim dengan aktivitas 32.000 USP/mg
• Ekstrak pepsin dilarutkan dalam 3 ml larutan buffer
Spektrum supernatan diukur dengan spektrofotometer UV dan FTIK, sedangkan endapan dengan SDS-
Tabung kontrol, sampel A dan B inkubasi pada suhu 600C dengan interval waktu 1, 2, 3, 4, dan 5 jam.
Masing-masin tabung ambil 1 ml aliquot. Sesuaikan pH sampai titik isoelektrik dan disentrifugasi pada
2. Analisis spektrum gelatin dengan UV Spektrofotometer
Campuran • Larutan gelatin (A dan B)
Dilarutkan
• Air deionisasi
• Di sonikator pada suhu 500C selama 10 menit hingga larutan jernih diperoleh.
Baca Absorbansi Dengan spektrofotometer UV Perkin Elner Lambda 25 dengan λ kisaran 200-400 nm dan kec. Scan 10nm. Kalibrasi instrumen dengan aquadest sebagai blanko. Kemudian
3. Pengukuran dengan FTIR untuk kedua gelatin Menggunakan Perkin Elmer (USA) FTIR spektrofotometer dengan detektor DTGS-KBr
Semua spektrum direkam dalam kisaran 4000-650 cm-1 dengan resolusi 4 cm-1
Semua pengukuran dilakukan dalam suasana kering pada suhu kamar (25 ± 0,5 oC).
hasilnya disajikan dalam Transmitansi (% T) unit.
4. Analisis elektroforesis gelatin Sampel (1g) dilarutkan dalam 10 ml dari 5% larutan SDS (w / v).
Campuran dipanaskan pada 85oC selama 5 menit dalam water bath untuk membubarkan total protein.
Kemudian sentrifugasi pada 6000 rpm selama 3 menit.
Supernatan kemudian dicampur dengan buffer sampel (0,5 M Tris-HCl, pH 6,8 yang mengandung 4% (b / v) SDS dan 20% (v / v) gliserol pada rasio 1:1 (v / v).
Cont’ Sampel (20 protein mg) yang dimasukkan ke dalam gel poliakrilamida yang terbuat dari 10% running gel dan 4% stacking gel dan mengalami elektroforesis pada arus konstan 15mA per gel menggunakan unit Mini Protean II (Bio-Rad Laboratories, Inc, Richmond, CA, USA).
Setelah elektroforesis, gel diwarnai dengan 0,05% (b / v) Coomassie biru R-250 di 15% (v / v) metanol dan 5% (v / v) asam asetat dan destained dengan 30% (v / v) metanol dan 10% (v / v) asam asetat.
SDS-PAGE Protein Standards catalog no. 161-0318 (Biorad) digunakan sebagai standart.
Hasil dan Pembahasan
•
•
•
Ikatan peptida yang serupa untuk kedua gelatin terdapat pada range 100-200 kDa Terdapat tiga perbedaan yang signifikan yang dapat terlihat dari fragmen pita dengan berat molekul 36,8 dan 28,6 kDa pada gelatin sapi yang tidak ditemukan pada gelatin sapi. Perbedaan selanjutnya terlihat dari fragmen pita di bawah 28,6 kDa, dimana pada gelatin babi hanya ditemukan satu pita, sedangkan pada gelatin sapi ditemukan dua fragmen pita.
•
•
Menurut Zhang et al. (2009), kolagen sapi dan babi tipe I mengandung banyak segmen dengan urutan asam amino yang identik dan beberapa segmen mengandung residu asam amino yang berbeda. Peptida yang berhubungan dengan segmen yang mengandung residu asam amino yang berbeda dapat digunakan sebagai penanda peptida untuk membedakan antara gelatin sapi dan babi. Dibandingkan dengan metode yang dilaporkan dalam literatur, perbedaan gelatin menurut urutan penanda peptida dapat memberikan informasi yang pasti tentang asal spesies gelatin
Kesimpulan •
Gelatin sapi dan babi dihidrolisis dengan pepsin memberikan perbedaan karakteristik fragmen molekuler di kedua fragmen gelatin. Analisis menggunakan SDS-PAGE menunjukkan bahwa ada dua pita pada gelatin babi dengan berat molekul masing-masing 36,8 kDa dan 28,6 kDa. Berdasarkan hasil spektroskopi FTIR UV-VIS, kedua jenis spektrum dari kedua gelatin sedikit berbeda dalam dua fragmen gelatin. Hal ini menunjukkan bahwa hidrolisis gelatin menyebabkan perubahan jumlah dan lokasi gugus karbonil peptida di kedua gelatin.
Daftar Pustaka Boyer, R. 1993. Modern experimental biochemistry. California: The Benjamin, Cummings publishing company, Inc Campbell, N.A., J.B. Reece, L.G. Mitchell. 2002. Biologi . Terj. dari Biology; oleh Lestari, R. dkk . Jakarta: Erlangga Campbell, M. A. "SDS/PAGE (Polyacrylamide Gel Electrophoresis)". 1998. (30 January 1998). Davis, L., M. Kuehl, & J. Battey. 1994. Basic methods: Molecular biology . 2nd ed. Norwola: Appleton & Lange Martin, R. 1996. Gel electroforesis: Nucleid acids. Oxford: Bros Scientific Publishers Ltd. Sambrook, J. & D. W. Russell. 2001. Molecular cloning : A laboratory manual vol 2. 3rd ed. New York: Cold Spring Harbour Laboratory Press Seidman, L.A. & C.J. Moore. 2000. Basic laboratory for biotechnology: Textbook and laboratory reference . New Jersey: Prentice Hall, Inc. Watson, David G. 2007. Analisis Farmasi : Buku Ajar Untuk Mahasiswa Farmasi danPraktisi Kimia Farmasi Edisi 2 . Jakarta : Buku Kedokteran EGC Hermanto, Sandra dkk. 2012. Jurnal: Differentiation of Bovine and Porcine Gelatin Based on Spectroscopic and Electrophoretic Analysis. Jakarta