7th: Reaksi-Reaksi Spesifik pada Protein



Pendahuluan

·      Istilah  protein  diperkenalkan  pada  tahun  1830-an  oleh  pakar kimia  Belanda  bernama  Mulder. Ia  secara  tepat  menyimpulkan  peranan  inti  dari  protein dalam  sistem  hidup dengan  menurunkan  nama  dari  bahasa  Yunani proteios ,  yang  berarti  “bertingkat  pertama”.
·      Protein  dapat  memerankan  fungsi  sebagai  bahan  struktural karena seperti halnya polimer lain, protein memiliki rantai yang panjang dan juga dapat mengalami cross-linking dan lain-lain.
·      Protein juga dapat berperan sebagai biokatalis untuk reaksi-reaksi kimia dalam sistem makhluk hidup. Makromolekul ini mengendalikan jalur dan waktu metabolisme yang kompleks untuk menjaga kelangsungan hidup suatu organisma.  Suatu  sistem  metabolisme  akan  terganggu  apabila biokatalis  yang  berperan  di dalamnya  mengalami  kerusakan.
·      Keistimewaan  lain  dari  protein  ini  adalah  strukturnya  yang mengandung  N  (15,30-18%),  C  (52,40%),  H  (6,90-7,30%),  O  (21-23,50%), S (0,8-2%), disamping C, H, O (seperti juga karbohidrat dan lemak),  dan  S  kadang-kadang  P,  Fe  dan  Cu  (sebagai  senyawa kompleks  dengan  protein).


Penggolongan Protein

Protein  adalah  molekul  yang  sangat  vital  untuk  organisme  dan terdapat di semua sel. Protein  merupakan polimer  yang disusun oleh 20 macam  asam  amino  standar.  Rantai  asam  amino  dihubungkan  dengan ikatan kovalen yang spesifik. Struktur & fungsi ditentukan oleh kombinasi, jumlah  dan  urutan  asam  amino sedangkan  sifat  fisik  dan  kimiawi dipengaruhi oleh asam amino penyusunnya.

Penggolongan protein dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain:
1. Berdasarkan struktur molekulnya
Struktur protein terdiri dari empat macam :
a. Struktur primer (struktur utama)
Struktur  ini  terdiri  dari  asam-asam  amino  yang  dihubungkan  satu sama lain secara kovalen melalui ikatan peptida.
gbr a
b. Struktur sekunder
Protein  sudah  mengalami  interaksi  intermolekul,  melalui  rantai samping asam amino. Ikatan yang membentuk struktur ini, didominasi oleh  ikatan  hidrogen  antar  rantai  samping  yang  membentuk  pola tertentu  bergantung  pada  orientasi  ikatan  hidrogennya.  Ada  dua  jenis struktur sekunder, yaitu:  α-heliks dan β -sheet.
gbr b
c. Struktur Tersier
Terbentuk  karena  adanya  pelipatan  membentuk  struktur  yang kompleks. Pelipatan distabilkan  oleh  ikatan  hidrogen,  ikatan  disulfida, interaksi ionik, ikatan hidrofobik, ikatan hidrofilik.
gbr c
d. Struktur Kuartener
Terbentuk dari beberapa bentuk tersier, dengan kata lain multi sub unit.  Interaksi  intermolekul  antar  sub  unit  protein  ini  membentuk struktur keempat/kuartener
gbr d

2. Berdasarkan Bentuk dan Sifat Fisik
a. Protein globular
Terdiri  dari  polipeptida  yang  bergabung  satu  sama  lain  (berlipat rapat)  membentuk  bulat  padat.  Misalnya  enzim,  albumin,  globulin, protamin. Protein ini larut dalam air, asam, basa, dan etanol.
b. Protein serabut  (fibrous protein)
Terdiri  dari  peptida  berantai  panjang  dan  berupa  serat-serat  yang tersusun  memanjang,  dan  memberikan  peran  struktural  atau pelindung.  Misalnya  fibroin  pada  sutera  dan  keratin  pada  rambut dan  bulu  domba.  Protein  ini  tidak  larut  dalam  air,  asam,  basa, maupun etanol.

3. Berdasarkan Fungsi Biologi
Pembagian protein didasarkan pada fungsinya di dalam tubuh, antara lain:
a. Enzim (ribonukease, tripsin)
b. Protein transport (hemoglobin, mioglobin, serum, albumin)
c. Protein  nutrien  dan  penyimpan  (gliadin/gandum,  ovalbumin/telur, kasein/susu, feritin/jaringan hewan)
d. Protein kontraktil (aktin dan tubulin)
e. Protein Struktural (kolagen, keratin, fibrion)
f. Protein Pertahanan (antibodi, fibrinogen dan trombin, bisa ular)
g. Protein Pengatur (hormon insulin dan hormon paratiroid)

4. Protein Majemuk
Adalah protein yang mengandung senyawa bukan protein
a. Fosfoprotein
Protein  yang  mengandung  fosfor,  misalnya  kasein  pada  susu, vitelin pada kuning telur
b. Kromoprotein
Protein berpigmen, misalnya asam askorbat oksidase mengandung Cu
c. Fosfoprotein
Protein  yang  mengandung  fosfor,  misalnya  kasein  pada  susu, vitelin pada kuning telur
d. Kromoprotein
Protein berpigmen, misalnya asam askorbat oksidase mengandung Cu
e. Protein Koenzim
Misalnya NAD+, FMN, FAD dan NADP+
f. Protein Koenzim
Misalnya NAD+, FMN, FAD dan NADP+
g. Lipoprotein
Mengandung asam lemak, lesitin
h. Metaloprotein
Mengandung unsur-unsur anorganik (Fe, Co, Mn, Zn, Cu, Mg dsb)
i. Glikoprotein
Gugus  prostetik  karbohidrat,  misalnya  musin  (pada  air  liur), oskomukoid (pada tulang)
j. Nukleoprotein
Protein  dan  asam  nukleat  berhubungan  (berikatan  valensi sekunder) misalnya pada jasad renik


Asam Amino dan Protein

Protein adalah poliamida dan hidrolisis protein menghasilkan asam-asam amino.


Nama asam amino menunjukkan bahwa senyawa ini mempunyai dua gugus fungsi yaitu gugus karboksil yang bersifat asam dan gugus amino yang bersifat basa. Asam-asam amino yang terdapat dalam protein adalah asam α-aminokarboksilat.


• Asam amino tersederhana adalah asam amioasetat (H2NCH2CO2H) yang disebut glisina (glycine). Glycine tidak memiliki rantai samping sehingga tidak mengandung satu karbon kiral.
• Asam amino lain memiliki rantai samping, sehingga  karbon α-nya bersifat kiral.

Asam amino yang berasal dari protein termasuk dalam deret-L, artinya gugus-gugus disekeliling karbon α mempunyai konfigurasi yang sama seperti dalam L-gliseraldehida.


Klasifikasi asam amino menurut fungsi biologisnya:
• Asam amino Esensial
Asam amino yang diperoleh hanya dari makanan sehari-hari karena tidak dapat disintesa di dalam tubuh
• Asam amino Non Esensial
Selain dari makanan dapat juga disintesa didalam tubuh melalui proses transaminasi.



Asam Amino yang Lazim Terdapat dalam Protein







Peptida






Analisa Protein

Analisis protein dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu ;
*Secara kualitatif terdiri atas ; reaksi Xantoprotein, reaksi Hopkins-Cole, reaksi Millon, reaksi Nitroprusida, dan reaksi Sakaguchi.
*Secara  kuantitatif  terdiri  dari  ;  metode  Kjeldahl,  metode  titrasi  formol, metode  Lowry, metode  spektrofotometri  visible  (Biuret),  dan  metode spektrofotometri UV.

1. Reaksi Xantoprotein
Larutan  asam  nitrat  pekat  ditambahkan  dengan  hati-hati  ke  dalam larutan  protein.  Setelah  dicampur  terjadi  endapan  putih  yang  dapat berubah menjadi kuning apabila dipanaskan. Reaksi yang terjadi ialah nitrasi  pada  inti  benzena  yang  terdapat  pada  molekul  protein.  Reaksi ini  positif  untuk  protein  yang  mengandung  tirosin,  fenilalanin  dan triptofan.

2. Reaksi Hopkins-Cole
Larutan  protein  yang  mengandung  triptofan  dapat  direaksikan  dengan pereaksi Hopkins-Cole yang mengandung asam glioksilat. Pereaksi ini dibuat dari asam oksalat dengan serbuk magnesium dalam air. Setelah dicampur  dengan  pereaksi  Hopkins-Cole,  asam  sulfat  dituangkan perlahan-lahan sehingga membentuk lapisan di bawah larutan protein. Beberapa  saat  kemudian  akan  terjadi  cincin  ungu  pada  batas  antara
kedua lapisan tersebut.

3. Reaksi Millon
Pereaksi Millon adalah larutan merkuro dan merkuri nitrat dalam asam nitrat.  Apabila  pereaksi  ini  ditambahkan  pada  larutan  protein,  akan menghasilkan endapan putih yang dapat berubah menjadi merah oleh pemanasan. Pada dasarnya reaksi ini positif untuk fenol-fenol,  karena terbentuknya  senyawa  merkuri  dengan  gugus  hidroksifenil  yang berwarna.

4. Reaksi Natriumnitroprusida
Natriumnitroprusida  dalam  larutan  amoniak  akan  menghasilkan  warna merah  dengan protein  yang  mempunyai  gugus  –SH  bebas.  Jadi protein yang mengandung sistein dapat memberikan hasil positif.

5. Reaksi Sakaguchi
Pereaksi  yang  digunakan  ialah  naftol  dan  natriumhipobromit.  Pada dasarnya  reaksi  ini  memberikan  hasil  positif  apabila  ada  gugus guanidin.  Jadi  arginin  atau  protein  yang mengandung  arginin  dapat menghasilkan warna merah.

6. Metode Biuret
Larutan  protein  dibuat  alkalis  dengan  NaOH  kemudian  ditambahkan larutan  CuSO4 encer.  Uji  ini  untuk  menunjukkan  adanya  senyawa-senyawa yang mengandung gugus amida asam yang berada bersama gugus amida yang lain. Uji ini memberikan reaksi positif yaitu ditandai dengan timbulnya warna merah violet atau biru violet.


Permasalahan

1. Apa yang dimaksud dengan sifat dipolar dari asam amino?

2. Apa yang dimaksud ikatan peptide? Bagaimana ikatan tersebut dapat terbentuk?

3. Jelaskan penggolongan protein berdasarkan “struktur molekul” nya!

4. Jelaskan sepengetahuan Anda mengenai reaksi-reaksi analisa protein dalam suatu senyawa!


Referensi



You Might Also Like

4 komentar

  1. SAYA AKAN MENJAWAB NOMOR 2

    Pembentukan Ikatan Peptida
    Ikatan peptida merupakan ikatan yang terbentuk ketika atom karbon pada gugus karboksil suatu molekul berbagi elektron dengan atom nitrogen pada gugus amina molekul lainnya. ikatan peptida hanya terdapat pada protein.

    Reaksi yang terjadi merupakan reaksi kondensasi, hal ini ditandai dengan lepasnya molekul air ketika reaksi berlangsung.[1] Hasil dari ikatan ini merupakan ikatan CO-NH,[2] dan menghasilkan molekul yang disebut amida. Ikatan peptida ini dapat menyerap panjang gelombang 190-230 nm.
    Pembentukan Ikatan Peptida
    Reaksi pembentukan ikatan peptida antar asam amino dalam protein yang terjadi merupakan reaksi kondensasi, yang ditandai dengan lepasnya molekul air ketika reaksi berlangsung. Hasil dari ikatan ini merupakan ikatan CO-NH, dan menghasilkan molekul yang disebut amida. Semua protein terbuat dari rantai asam amino ikatan yang bersama-sama dalam cara yang sangat spesifik. Sebagian besar asam amino memiliki gugus karboksil tunggal (-COOH) di satu sisi dan gugus amino (NH2-) di sisi lain. Asam amino yang berdekatan dapat membentuk ikatan peptida ketika satu kelompok asam karboksil yang bergabung dengan gugus amino yang lain.

    pp

    Ketika ikatan peptida terbentuk antara asam amino, molekul air hilang. Jenis reaksi ini disebut reaksi kondensasi. Molekul air (H2O) yang dibuat oleh hilangnya hidroksil (OH-) dari gugus karboksil dan atom hidrogen (H) dari gugus amino. Fakta bahwa semua asam amino ikatan bersama-sama dengan cara ini adalah salah satu faktor yang menentukan bentuk protein yang dibuat.

    Ikatan peptida tunggal terjadi antara masing-masing pasangan asam amino. Protein juga disebut polipeptida seperti yang sering terdiri dari puluhan bahkan ratusan asam amino yang telah bergabung bersama menjadi rantai peptida. Ini berarti bahwa protein mengandung banyak ikatan peptida.

    BalasHapus
  2. Assalamualaikum Wr. Wb. Saya akan menjawab permasalahan nomor 4.
    Menurut saya, protein merupakan polimer yang tersusun dari asam amino sebagai monomernya. Monomer-monomer ini tersambung dengan ikatan peptida, yang mengikat gugus karboksil milik satu monomer dengan gugus amina milik monomer di sebelahnya. Reaksi penyambungan ini (disebut translasi) secara alami terjadi di sitoplasma dengan bantuan ribosom dan tRNA. Pada polimerisasi asam amino, gugus -OH yang merupakan bagian gugus karboksil satu asam amino dan gugus -H yang merupakan bagian gugus amina asam amino lainnya akan terlepas dan membentuk air.

    BalasHapus
  3. Saya desi ratna sari akan menjawab permasalahan nomor 1 Asam amino memiliki sebuah gugus asam karboksilat dan gugs amino dalam sebuah molekul. Akibatnya suatu asam amino mengalami reaksi asam-basa untuk membentuk ion dipolar, yaitu suatu ion yang memiliki muatan positif dan negative. Ion dipolar memiliki sebuah muatan positif dan muatan negative sehingga muatan listrik netral. Ion dipolar bersifat amfoter, yaitu dapat bereaksi dengan asam dan asam. Sifat itu disebabkan karena adanya muatan positif dan negative.

    BalasHapus
  4. assalamualaikum Hana saya akan menjawab permasalahan anda nomor 3
    dimana struktur protein meliputi struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier, dan struktur kuartener :

    A. Struktur Primer
    Merupakan struktur yang sederhana dengan urutan-urutan asam amino yang tersusun secara linear yang mirip seperti tatanan huruf dalam sebuah kata dan tidak terjadi percabangan rantai. Struktur primer terbentuk melalui ikatan antara gugus α–amino dengan gugus α–karboksil. Ikatan tersebut dinamakan ikatan peptida atau ikatan amida. Struktur ini dapat menentukan urutan suatu asam amino dari suatu polipeptida

    B. Struktur Sekunder
    Merupakan kombinasi antara struktur primer yang linear distabilkan oleh ikatan hidrogen antara gugus =CO dan =NH di sepanjang tulang belakang polipeptida. Salah satu contoh struktur sekunder adalah α-heliks dan β-pleated. Struktur ini memiliki segmen-segmen dalam polipeptida yang terlilit atau terlipat secara berulang

    Struktur α-heliks terbentuk antara masing-masing atom oksigen karbonil pada suatu ikatan peptida dengan hidrogen yang melekat ke gugus amida pada suatu ikatan peptida empat residu asam amino di sepanjang rantai polipeptidaPada struktur sekunder β-pleated terbentuk melalui ikatan hidrogen antara daerah linear rantai polipeptida.

    C. Struktur Tersier
    Struktur tersier dari suatu protein adalah lapisan yang tumpang tindih di atas pola struktur sekunder yang terdiri atas pemutarbalikan tak beraturan dari ikatan antara rantai samping (gugus R) berbagai asam amino. Struktur ini merupakan konformasi tiga dimensi yang mengacu pada hubungan spasial antar struktur sekunder. Struktur ini distabilkan oleh empat macam ikatan, yakni ikatan hidrogen, ikatan ionik, ikatan kovalen, dan ikatan hidrofobik.

    Dalam struktur ini, ikatan hidrofobik sangat penting bagi protein. Asam amino yang memiliki sifat hidrofobik akan berikatan di bagian dalam protein globuler yang tidak berikatan dengan air, sementara asam amino yang bersifat hodrofilik secara umum akan berada di sisi permukaan luar yang berikatan dengan air di

    D. Struktur Kuartener
    Adalah gambaran dari pengaturan sub-unit atau promoter protein dalam ruang. Struktur ini memiliki dua atau lebih dari sub-unit protein dengan struktur tersier yang akan membentuk protein kompleks yang fungsional. ikatan yang berperan dalam struktur ini adalah ikatan nonkovalen, yakni interaksi elektrostatis, hidrogen, dan hidrofobik. Protein dengan struktur kuarterner sering disebut juga dengan protein multimerik. Jika protein yang tersusun dari dua sub-unit disebut dengan protein dimerik dan jika tersusun dari empat sub-unit disebut dengan protein tetramerik

    BalasHapus