STRUKTUR PROTEIN

Baiklah di postingan saya ini kita akan membahas tentang struktur protein, tetapi sebelumnya kita akan mengulas kembali secara singkat tentang rptein. Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.

Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem imun sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).

Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.

1.       Struktur Primer

                Struktur Primer dari protein adalah susunan unik dari asam amino penyusunnya. Keunikan ini menjadi penentu dari protein apa yang akan tersusun dari 20 jenis asam amino. Struktur primer digambarkan sebagai rantai yang tidak terlipat yang tersusun atas asam amino. Sebagai contoh transtiretin yang merupakan berfungsi sebagai protein transport. Transtiretin merupakan protein yang berfungsi dalam mentranspor vitamin A dan salah satu hormon tiroid ke seluruh tubuh. Protein transtiretin merupakan protein globular dalam darah yang tersusun atas 127 asam amino. Susunan asam amino ini tidak terjadi secara acak, akan tetapi terjadi karena adanya informasi genetik yang merancangnya (cari Dogma Sentral).

2.       Struktur sekunder protein

                struktur protein sekunder adalah bentuk tiga dimensi umum segmen lokal protein. Struktur sekunder dapat secara resmi didefinisikan oleh pola ikatan hidrogen dari protein (seperti heliks alfa dan beta sheet) yang diamati dalam struktur atom resolusi.

                Kekuatan menarik di antara asam amino dalam rangkaian protein menyebabkan struktur utama membelit, melingkar, dan melipat diri sendiri. Bentuk-bentuk yang dihasilkan dapat spriral, heliks, dan lembaran. Bentuk ini dinamakan struktur sekunder. Dalam kenyataannya struktur protein biasanya merupakan polipeptida yang terlipat-lipat dalam bentuk tiga dimensi dengan cabang-cabang rantai polipeptidanya tersusun saling berdekatan.

Contoh bahan yang memiliki struktur sekunder ialah bentuk α-heliks pada wol, bentuk lipatan-lipatan (wiru) pada molekul-molekul sutra, serta bentuk heliks pada kolagen. Perhatikan bentuk α-heliks protein di bawah ini.

3.       PROTEIN TERSIER

                Struktur protein tersier adalah bentuk tiga dimensi secara keseluruhan, setelah semua elemen struktur sekunder telah dilipat bersama-sama antara satu sama lain. Interaksi antara kutub, nonpolar, asam, dan dasar kelompok R dalam rantai polipeptida membuat struktur tersier tiga dimensi yang kompleks protein. Ketika lipat protein terjadi dalam lingkungan berair tubuh, gugus R hidrofobik asam amino nonpolar sebagian besar terletak di bagian dalam protein, sedangkan kelompok R hidrofilik terletak sebagian besar di luar. Rantai samping sistein membentuk hubungan disulfida dengan adanya oksigen, satu-satunya ikatan kovalen terbentuk selama lipat protein. Semua interaksi ini, lemah dan kuat, menentukan bentuk tiga dimensi akhir dari protein. Ketika protein kehilangan bentuk tiga dimensi, ia tidak akan lagi menjadi fungsional. Struktur tersier protein ditentukan oleh interaksi hidrofobik, ikatan ion, ikatan hidrogen, dan hubungan disulfida.

PERMASALAHAN PROTEIN

1.coba jelaskanmengapa struktur protein sekunder dapat berbentuk spiral, heliks, dan lembaran?

2. tolong jelaskan bagaimna proses terbentuknya struktur tersier pada protein?

3. bagaimana peran protein sebagai antibodi?

4. adakahhubungan antara struktur protein sekunder dan tersier?

REAKSI-REAKSI SPESIFIK NUKLEOTIDA

Asam nukleat (bahasa Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat yang paling umum adalah Asam deoksiribonukleat (DNA) and Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus.

Asam nukleat dinamai demikian karena keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus) sel. Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu

sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina, sitosina, dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.

DNA
DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik.

Struktur DNA

Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :
- Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)

- basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T)
- gugus fosfat

Berikut susunan struktur kimia komponen penyusun DNA :

Baik purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan prekursor elementer untuk sintesis DNA.Prekursor merupakan suatu unsur awal pembentukan senyawa deoksiribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat.DNA tersusun dari empat jenis monomer nukleotida.

Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata. Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenin (A) selalu sama dengan jumlah timin (T). Demikian pula jumlah guanin (G) dengan sitisin(C) selalu sama.Fenomena ini dinamakan ketentuan Chargaff.Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T) dan membentuk dua ikatan hidrogen (A=T), sedagkan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanin (G) dan membentuk 3 ikatan hirogen (C = G).

Stabilitas DNA heliks ganda ditentukan oleh susunan basa dan ikatan hidrogen yang terbentuk sepanjang rantai tersebut.karean perubahan jumlah hidrogen ini, tidak mengehrankan bahwa ikatan C=G memerlukan tenaga yang lebih besar untuk memisahkannya.
DNA merupakan makromolekul yang struktur primernya adalah polinukleotida rantai rangkap berpilin. Sturktur ini diibaratkan sebagai sebuah tangga.Anak tangganya adalah susunan basa nitrogen, dengan ikatan A-T dan G-C.Kedua “tulang punggung tangganya” adalah gula ribosa.Antara mononukleotida satu dengan yang lainnya berhubungan secara kimia melalui ikatan fosfodiester.

DNA heliks ganda yang panjangnya juga memiliki suatu polaritas.Polaritas heliks ganda berlawanan orientasi satu sama lain.Kedua rantai polinukleotida DNA yang membentuk heliks ganda berjajar secara antipararel.Jika digambarkan sebagai berikut :

Replikasi DNA

Replikasi adalah peristiwa sintesis DNA.Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap-tiap sel hasila pembelahan mengandung DNA penuh dan identik seperti induknya.Dengan demikian, DNA harus secara tepat direplikasi sebelum pembelahan dimulai.Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya sintesis rantai nukleotida baru dari rantai nukleotida lama.Proses komplementasi pasangan basa menghasilkan suatu molekul DNA baru yang sama dengan molekul DNA lama sebagai cetakan.Kemungkinan terjadinya replikasi dapat melalui tiga model.

Model pertama adalah model konservatif, yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua dua rantai DNA baru.
Model kedua disebut model semikonservatif, yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama tersebut.Model ketiga adalah model dispersif, yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebgai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru.

Berikut adalah gambaran replikasi yang terjadi terhadap DNA :
Dari ketiga model replikasi tersebut, model semikonservatif merupakan model yang tepat untuk proses replikasi DNA.Replikasi DNA semikonservatif ini berlaku bagi organisme prokariot maupun eukariot.Perbedaan replikasi antara organisme prokariot dengan eukariot adalah dalam hal jenis dan jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan dan kompleksitas replkasi DNA.Pada organisme eukariot, peristiwa replikasi terjadi sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintsis dalam siklus pembelahan sel.

RNA

RNA ( ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik.RNA sebagai penyimpan informasi genetik misalnya pada materi genetik virus, terutama golongan retrovirus.RNA sebagai penyalur informasi genetik misalnya pada proses translasi untuk sintesis protein.RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim ( ribozim ) yang dapat mengkalis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.

Struktur RNA

RNA merupakan rantai tungga polinukleotida.Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :

- 5 karbon

- basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)

- gugus fosfat

Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA.

Tipe RNA

RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA ( messenger RNA ) atau RNAd ( RNA duta ), tRNA ( transfer RNA ) atau RNAt ( RNA transfer ), dan rRNA ( ribosomal RNA ) atau RNAr ( RNA ribosomal ).

RNAd

RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai DNA.RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma).Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida.RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.Berikut gambarnya :

RNAr

RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein.

RNAt

RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa pendek ( disebut antikodon ).Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon.Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.

Perbedaan antara DNA dan RNA

Berdasarkan penjelasan sebelumnya kita dapat menyimpulkan beberapa perbedaan antara DNA dengan RNA sebagai berikut :

- Komponen :
Gula pada DNA deoksiribosa , sedangkan RNA adalah ribosa

Basa nitrogen : – purin — DNA adalah Adenin dan Guanin, pada RNA adalah Adenin dan Guanin - Pirimidin — DNA adalah Timin dan sitosin, pada RNA adalah Urasil dan sitosin

- Bentuk : — DNA berbentuk rantai panjang , ganda, dan berpilin (double heliks), sedangkan RNA berbentuk rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin

- Letak : — DNA terletak di dalam nukleus, kloroplas, mitokondria, sedangkan RNA terletak di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplas, mitokondria

- Kadar : DNA tetap, RNA tidak tetap

Komponen penyusun ADN dan ARN

Seperti telah diketahui, bahwa pada prinsipnya komponen penyusun ADN dan ARN. Baik ADN maupun ARN dibentuk oleh tiga bahan utama yaitu: gula ribosa, basa nitrogen, dan fosfat. Perbedaan bahan penyusun ADN dan ARN ada pada jenis gula ribosa dan basa nitrogen primidinnya. Gula ADN adalahdeoksiribosa, sedangkan ARN adala gula ribosa. Basa nitrogen pirimidin pada ADN ada timin, sedangkan pada ARN timin diganti urasil. Jika lupa silahkan baca lagi di sini.

Struktur paling dasar pembentuk ADN dan ARN (monomer) adalah ikatan antara gula dengan basa nitrogen yang disebut nukleosida. Jika nukleosida ini berikatan dengan  dengan fosfat (P) mereka disebut nukleotida. Nukleotida pada ADN akan berikatan satu sama lain membentuk rantai panjang yang memiliki berpasangan. Karena itu ADN sering disebut rantai ganda polinukleotida yang berbentukdoublehelix (pita terpilin). Sedangkan pada ARN nukleotida juga berikatan satu sama lain membentuk rantai polinukleotida tetapi berukuran pendek dan beruparantai tunggal.

Nukleotida pembentuk ADN disebut deoksiribonukleotida (nukleotida yang berikatan dengan gula deoksiribosa) sebanyak 4 macam sesuai dengan jenis basa nitrogen, yaitu:

deoksiadenosinmonofosfat / dAMP (basa nitrogen adenin)

deoksiguanosinmonofosfat /dGMP (basa nitrogen guanin)

timidinmonofosfat / TMP (basa nitrogen timin)

deoksisitidinmonofosfat / dCMP (basa nitrogen citosin)

Inilah bentuk dasar deoksiribonukleotida penyusun ADN. Nukleotida penyusun ARN disebut ribonukleotida. Jadi hanya berbeda pada jenis gula ribosa dan basa nitrogenya urasil.

Nukleotida pembentuk RNA  disebut ribonukleotida (nukleotida yang berikatan dengan gula ribosa) sebanyak 4 macam sesuai dengan jenis basa nitrogen, yaitu:

adenosinmonofosfat / AMP (basa nitrogen adenin)

guanosinmonofosfat /GMP (basa nitrogen guanin)

uridinmonofosfat / UMP (basa nitrogen urasil)

sitidinmonofosfat / CMP (basa nitrogen citosin)

Para nukleotida itulah yang akan digunakan pada proses replikasi untuk membentuk rantai baru ADN, juga digunakan pada proses transkripsi sewaktu pencetakan ARNd oleh ADN.

Perhatikan contoh bagaimana nukleotida dirangkai membnetuk ADN pada gambar di samping. Pertamakali deoksitimidintrifosfat akan berpasangan dengan adenin pada rantai ADN. Ketika telah berpasangan dengan adenin dua molekul fosfat akan lepas sehingga terbentuk deoksitimidinmonofosfat pada langkah pemanjangan (extension/elongasi). Jika basa nitrogen tidak cocok (error) akan dilakukan penggantian dengan nukleotida yang sesuai (langkah proofreading). Proses ini berlangsung dengan bantuan ADN polimerase.

Lantas bagaimana hubungannya dengan peran enzim dalam replikasi ADN dan transkripsi ARNd? Sebagaimana diketahui ada beberapa enzim berperan di sini, yaitu:

·                     ADN polimerase

·                     helikase

·                     ligase

·                     ARN polimerase

ADN polimerase 

Enzim penting dalam replikasi ADN maupun dalam perbaikan ADN. Enzim ini mengkatalisasi reaksi polimerisasi deoksiribonukleotida menjadi rantai ADN, dengan kata lain enzim ini mengkatalisasi reaksi pembentukan ADN dengan berperan dalam elongasi dan proofreading dan membaca rantai ADN utuh sebagai cetakan (template) lalu menggunakannya untuk membentuk rantai ADN baru. Molekul polimer yang baru terbentuk merupakan komplemen atau pasangan yang identik dengan rantai yang digunakan sebagai cetakannya. Lihat video animasinya di sini.

Helicase 

Enzim yang berperan dalam proses replikasi ADN. Enzim ini menggunakan energi dari ATP untuk memutus ikatan hidrogen antar rantai ADN double helix menjadi rantai tunggal.

Ligase 

(dari kata kerja Latin lig?re yang berarti “untuk mengikat” atau “terikat bersama-sama”) adalah enzim yang dapat mengkatalisis penggabungan dua molekul dengan membentuk ikatan kimia baru. Ligase ADN merupakan enzim yang digunakan untuk menggabungkan fragmen nukleotida ADN dan ARN. Jadi berperan dalam replikasi dan transkripsi. Selain iitu ligase berfungsi pada perbaikan ADNdengan mengikatkan kembali rantai nukleotida yang terputus. Nama umum lain untuk ligase adalah sintetase.

ARN polimerase 

Enzim yang digunakan dalam pembentukan ARN. Pada sel, enzim ini diperlukan untuk membangun rantai ARN gen ADN sebagai cetakannya melalui proses yang disebut transkripsi. Enzim ini penting untuk kehidupan dan ditemukan di semua organisme dan banyak virus.

NUKLEOTIDA

ü  Merupakan prekursor / dasar untuk asam nukleat, RNA dan DNA

ü  Struktur terdiri dari

o   Basa

o   Gula

o   phosphat

ü  Nukleotida berbeda dengan nukleosida à karena nukleosida tdk mempunyai gugus fosfat

ü  Sehingga kita sering menuliskan nukleotida sebagai à

o   Nukleosida monofosfat

o   Nukleosida difosfat

o   Nukleosida trifosfat Tergantung pada jumlah fosfat yg dimiliki

ü  Deoksiribonukleotida ditulis dng tambahan “d”  à menunjukkan adanya gugus hidroksil pd atom C nomer 2

ü  Terdiri dari 2 golongan :

o   Ribonukleotida

o   Deoksiribonukleotida

ü  Jenis nukleotida :

o   Nama tergantung pada basanya

o   Jumlah fosfat yang dimiliki

ü  Adenin AMP, ADP, ATP, dAMP, dADP, dATP

ü  Guanin GMP, GDP, GTP, dGMP, dGDP, dGTP

ü  Sitosin CMP, CDP, CTP, dCTP, dCDP, dCTP

ü  Timin TMP, TDP, TTP, -

ü  Urasil UMP, UDP, UTP, dUMP, dUDP, dUTP

ü  Nukleotida mengikat basa nitrogennya pada atom C no. 1, dgn ikatan glikosida

ü  Gugus fosfat terikat pada gugus hidroksil atom C no. 5

ü  Kedua kondisi diatas, menyebabkan nukleotida mempunyai sifat sifat:

o   Gugus phosphat à bertindak sbg asam kuat (pKa= 1)

o   Gugus amina dr basa purin dan pirimidine, dpt di protonasi

o   Nukleotida mampu menyerap sinar uv à dapat diukur konsentrasinya

PERMASALAHAN

1. mengapa nukleotida dapat menyerap sinar UV?

2. bagaimana proses pengikatan nukleotida dengan basa nitrogen?

3. coba jerlaskan perbedaan nukleotida dan nukleosida?

4. coba jelaskan peranan nukleotida triposfat?

CONTOH PROYEKSI MONOSAKARIDA

Monosakarida merupakan sakarida paling sederhana yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi molekul lebih sederhana secara hidrolisis. Monosakarida paling sederhana adalah gliseraldehida (suatu aldosa) dan isomernya adalah dihidroksiaseton (suatu ketosa). Suatu monosakarida tidak hanya dibedakan berdasarkan gugus fungsinya, tetapi juga dapat dibedakan dari jumlah atom karbonnya. Berdasarkan gugus fungsi, monosakarida yang mengandung gugus aldehid disebut aldosa (aldehid dan -osa), sedangkan monosakarida yang mengandung gugus keton disebut ketosa (keton dan -osa). Berdasarkan jumlah atom karbon, monosakarida digolongkan ke dalam tri–, tetra–, penta–, dan heksa–. Contohnya adalah triosa, suatu monosakarida dengan tiga atom karbon. Semua monosakarida lain dianggap sebagai turunan dari triosa, khususnya D–gliseraldehida.

Di akhir abad 19, seorang ahli kimia Jerman Emil Fisher mengemukakan rumus proyeksi untyk menunjukkan penataan ruang dari gugus-gugus di sekitar atom kiral. Rumus proyeksi ini disebut proyeksi Fischer. Fischer mengembangkan rumus-rumus ini untuk menyatakan molekul gula. Contohnya 2,3-dihidroksipropanal (biasa disebut gliseraldehida) dan 2,3,4-trihidroksibutana (eritrosa). Gliseraldehida mempunyai satu atom karbol kiral (karbon 2), sementara eritrosa mempunyai dua karbon kiral (karbon 2 dan 3).

Dalam menggambarkan suatu proyeksi Fischer, diandaikan bahwa molekul itu diulur (streched) sepenuhnya dalam bidang kertas dengan semua subtituennya eklips, tanpa mempedulikan konformasi apapun yang disukai. Rumus-rumus eritrosa tersebut di atas menunjukkan konformasi yang digunakan untuj proyeksi Fischer. Menurut perjanjian, gugus karbonil (atau gugus berprioritas tata nama tertinggi) diletakkan pada atau di dekat ujung teratas. Jadi karbon teratas adalah karbon 1. Tiap titik potong garis horizontal dan vertikal menyatakan sebuah atom karbon kiral. Tiap garis horizontal melambangkan suatu ikatan ke arah pembaca, sementara garis vertikal melambangkan ikatan ke belakang menjauhi pembaca. Sepasang enantiomer mudah dikenali bila digunakan proyeksi Fischer.

Kimiawan karbohidrat Inggris WN. Howarth memperkenalkan cara proyeksi yang dikenal dengan proyeksi Howarth. Sudut valensi antara atom karbon bukan 180° tetapi 109,5°. Oleh karena itu, gugus aldehida pada karbon pertama menjadi sangat dekat dengan gugus hidroksil pada atom karbon nomor lima jika rantai dipuntir.

Pada proyeksi ini cincin digambarkan seolah-olah planar dan dipandang dari tepinya, dengan oksigen di kanan-atas. Substituen melekat pada cincin di atas atau di bawah bidang.

Dalam mengonversi satu jenis rumus proyeksi menjadi proyeksi lain yang perlu diperhatikan bahwa gugus hidroksil di sebelah kanan pada proyeksi Fischer akan terletak di bawah pada proyeksi Howarth dan sebaliknya, gugus hidroksi di sebelah kiri pada proyeksi Fischer akan terletak di atas pada proyeksi Howarth.

proyeksi Fischer:

proyeksi Howarth.:

                                                 

 PERMASALAHAN:

1. Apa kelebihan proyeksi fisher dan howart?
2. apakah keunikan dari monosakarida L-fruktosa?
3. bagaimana mengubah d-frukrtosa menjadi L-fruktosa

REAKSI-REAKSI SPESIFIK PROTEIN

REAKSI-REAKSI SPESIFIK PROTEIN

Asam amino adalah sembarang senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya -NH2). Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit: keduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang sama (disebut atom C "alfa" atau α). Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa. Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu menjadi zwitter-ion. Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun protein.

Protein tersusun dari berbagai asam amino yang masing-masing dihubungkan dengan ikatan peptida. Meskipun demikian, pada awal pembentukannya protein hanya tersusun dari 20 asam amino yang dikenal sebagai asam amino dasar atau asam amino baku atau asam amino penyusun protein (proteinogenik).

Seperti halnya senyawa-senyawa lainnya, asam amino dan protein juga dapat mengalami reaksi-reaksi spesifik. Reaksi- reaksi spesifik pada asam amino dan protein pun ada beberapa macam antara lain reaksi dengan pereaksi millon, ninhidrin, nitroprussida, sistin, sistein.

Berdasarkan landasan teori di atas, maka dilakukanlah percobaan mengenai reaksi-reaksi spesifik asam amino dan protein.

Kata protein berasal dari kata protos atau proteous yang berarti pertama atau utama. Protein merupakan komponen utama sel hewan atau manusia. Oleh karena sel itu berperan dalam pembentukkan dan pertumbuhan tubuh. Dalam kehidupan protein memegang peranan yang penting pula. Proses kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Disamping itu hemoglobin dalam butir-butir darah merah atau eritrosit yang berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh bagian tubuh adalah salah satu jenis protein. Demikian pula zat-zat yang berperan untuk melawan bakteri penyakit atau yang disebut antigen, juga suatu protein (Poedjiadi,1994).

Dari struktur umumnya, asam amino mempunyai dua gugus pada tiap molekulnya, yaitu gugus amino dan gugus karboksil, yang digambarkan sebagai struktur ion dipolar. Gugus amino dan gugus karboksil pada asam amino menunjukkan sifat-sifat spesifiknya. Karena asam amino mengandung kedua gugus tersebut, senyawa ini akan memberikan reaksi kimia yang yang mencirikan gugus-gugusnya. Sebagai contoh adalah reaksi asetilasi dan esterifikasi. Asam amino juga bersifat amfoter, yaitu dapat bersifat sebagai asam dan memberikan proton kepada basa kuat, atau dapat bersifat sebagai basa dan menerima proton dari basa kuat (Poedjiadi, 1994).

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 miliki

monomer di sebelahnya. Reaksi penyambungan ini (disebut translasi) secara alami terjadi di sitoplasma dengan bantuan ribosom dan tRNA (Anonim, 2011).

Protein sebagai salah satu komponen penyusun bahan pangan mempunyai peranan yang sangat besar dalam menentukan mutu produk pangan. Protein mampu berinteraksi dengan senyawa-senyawa lain, baik secara langsung maupun tidak langsung, sehingga berpengaruh pada aplikasi proses, mutu dan penerimaan produk. Sifat-sifat inilah yang disebut dengan sifat fungsional protein, seperti: water binding, kelarutan, viskositas, pembentukan gel, flavor binding dan aktivitas permukaan. Dengan demikian, protein dari berbagai sumber dapat dikembangkan menjadi produk yang mempunyai sifat-sifat fungsional yang tinggi, menjadi: emulsifier, flavor enhancer, texturizer, stabilizer dan pembentuk gel (Anonim, 2011).

Molekul protein tersusun dari sejumlah asam amino sebagai bahan dasar yang saling berkaitan satu sama lain. Ternyata ada 24 jenis rantai cabang R yang berbeda ukuran, bentuk, muatan, dan reaktivitasnya. Rantai cabang R dapat berupa atom H pada glisin, metil pada alanin, atau berupa gugus lainnya, baik gugus alifatik, hidroksil, maupun aromatik (Anonim, 2011).

Molekul protein sendiri merupakan rantai panjang yang tersusun oleh matarantai asam-asam amino. Asam amino adalah senyawa yang memiliki satu atau lebih gugus karboksil (-COOH) dan satu atau lebih gugus amino (-NH2) yang salah satunya terletak pada atom C tepat sebelah gugus karboksil (atau atom C alfa). Asam-asam amino yang berbeda-beda (ada 20 jenis asam amino dalam protein alamiah) bersambung melalui ikatan peptida yaitu ikatan antara gugus karboksil suatu asam amino dengan gugus amino dari asam amino yang di sampingnya (Sudarmadji, dkk., 1996).

Fungsi suatu protein selain sebagai bahan makanan tergantung sepenuhnya pada strukutur tiga dimensionalnya. Pada suatu protein dapat ditambahkan beberapa zat yang dapat merubah struktur sekunder, tersier, dan kuartener dari protein tersaebut. Sebagai contoh: konsentrasi ion yang tinggi dapat mematahkan ikatan S-S diantara cystein. Meskipun zat ini tidak berubah untuk memecahkan ikatan peptida, sehingga struktur primernya tidak berpengaruh, tetapi perlakuan ini dapat merusak sifat protein yang menyebabkan protein tersebut tidak berfungsi semestinya. Protein tersebut mengalami proses denaturasi. Sebagai contoh apabila lisozim di denaturasikan maka protein tersebut tidak dapat lagi merubah polisakarida seperti biasa. Denaturasi suatu enzim menyebabkan enzim itu tidak dapat berfungsi lagi (Winarno, 1991).

Denaturasi antibodi menyebabkan zat-zat tersebut tidak dapat mengenal dan bereaksi dengan antigen. Jika fungsi protein tergantung pada konfirmasinya, maka lazim pula dikatakan bahwa konfirmasi protein tergantung pada struktur primernya. Dengan kata lain pada urutan tepat didalam protein tersebut. Jika diambil zat lisozim yang telah di denaturasi dan mengembalikan kondisi pH, kadar garam dan sebagainya dalam kondisi normal, maka lisozim tersebut mendapatkan kembali strukutur sekunder dan tersiernya yang khas. Ini dapat dilihat dari kembalinya sifat katalitik. Begitu juga dengan antibodi, yang dapat didenaturasi secara reversibel, dikembalikan dalam keadaan normal, maka antibodi tersebut memperoleh kembali kemampuannya untuk mengikat antigen (Winarno, 1991).

Ada berbagai cara dalam pengujian terhadap protein yaitu dengan reaksi uji asam amino dan reaksi uji protein. Reaksi uji asam amino sendiri terdiri dari 6 macam uji yaitu: uji millon, uji hopkins cole, uji belerang, uji xantroproteat, dan

uji biuret. Sedangkan untuk uji protein, berdasarkan pada pengendapan oleh garam, pengendapan oleh logam dan alkohol. Serta uji koagulasi dan denaturasi protein (Pine, 1988).

Reaksi sakaguci dilakukan dengan menggunakan pereaksi nafol dan natrium hipobromit. Pada dasarnya reaksi ini dapat memberi hasil positif apabila ada gugus guanidin. Jadi, arginin atau protein yang mengandung arginin dapat menghasilkan warna merah (Lehninger, 1990).

Asam amino sendiri tidak berwarna dan tidak dapat dideteksi secara visual pada kromatografi atau cara analisis lainnya. Dengan mengubahnya menjadi senyawa yang berwarna, kita dapat melihatnya. Reaksi warna yang penting dari asam amino adalah reaksinya dengan ninhydrin karena intensitas warna yang terbentuk pada reaksi ninhydrin ini sebanding dengan konsentrasi asam aminonya maka reaksi ini dapat dipakai untuk analisa kuantitatif. Contohnya: reaksi ninhydrin ini dipakai pada alat analisa otomatik asam amino, suatu alat untuk memisahkan asam amino dengan memakai kolom penukar ion dan ditentukan konsentrasi relatifnya (Fessenden dan Fessenden, 1994).

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. Oleh sebab itu, reaksi ini termasuk dalam reaksi dehidrasi. Molekul asam amino yang telah melepaskan molekul air dikatakan disebut dalam bentuk residu asam amino (Anonim, 2011).

Adapun sifat-sifat dari protein yang membedakannya dari senyawa makromolekul lainnya yakni (Anonim, 2011) :

1.   Bila dibakar berbau rambut terbakar.

2.      Diendapkan oleh garam-garam logam berat, misalnya air raksa, timah putih dan timah hitam. Hal ini terjadi bila pHnya lebih alkali, dimana logam berat tersebut terikat pada gugus karboksilnya membentuk proteinat logam berat. Reaksi protein dengan logam berat ini dipakai sebagai dasar pertolongan pertama pada keracunan logam berat dengan cara melakukan pemberian protein susu atau telur mentah kepada korban yang belum lama meminum racun tersebut.

3.      Asam-asam tertentu dapat mengendapkan protein oleh karena protein mengandung gugus –NH2. Asam-asam semacam ini seringkali dinamakan sebagai reagensia alkaloid, misalnya asam trikloroasetat, asam fosfotungstat, asam fosfomolibdat, asam perklorat, asam sulfosalisilat.

4.      Protein terutama asam amino yang kandungannya menghasilkan beberapa reaksi warna, diantaranya:

a.       Reaksi Xantoprotein yang berdasarkan reaksi nitrasi benzena asam amino aromatik seperti fenilalanin, tirosin, triptofan.

b.      Reaksi Millon berdasarkan inti fenol bereaksi dengan reagensia Millon, seperti asam amino tirosin, memberikan warna merah.

c.       Reaksi Sakaguchi berdasarkan adanya gugus guanidin dengan reagensia Sakaguchi, seperti asam amino arginin, memberikan warna merah.

d.      Reaksi Biuret berdasarkan adanya dua atau lebih ikatan peptida dengan reagensia Biuret memberikan warna lembayung. Berarti semua protein menghasilkan warna lembayung.

permasalahan:
1. bagaimana proses pembentukan protein menjadi asam amino?
2. bagaimana reaksi HCl Dalam lambung dengan protein saat proses pencernaan?
3. bagaimana peranan ptotein dalam tubuh mahluk hidup?