MAKALAH ASAM AMINO

(Tugas Biokimia)

Oleh :

Nurul Cahyani

1413024036

PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2015

A. Sifat asam basa asam amino dan sifat amfoter asam amino

Sifat Fisikomia

Sifat fisikomia pada setiap protein tidak selalu sama, baik jenis asam aminonya,berat molekul

(BM) sangat besar sehingga protein tidak dapat melalui membran semipermeabel, masih dapat

menimbulkan tegangan pada membran.

Sifat-sifat asam amino yang dapat larut dalam air dapat membentuk Kristal. Harga konstanta

dielektrikum yang tinggi, memiliki netralisasi seperti pada H dan OH dan dalam medan listrik

misalnya dengan eklektrophoresa tak bergerak dalam keadaan tertentu. Masa asam amino

dipercayai memiliki sifat amfoter atau dalam keadaan zwitter ion yang memiliki muatan (+) dan

(-) yang seimbang (FG.Winarno,1984).

Ion Zwitter (asam amino)

Gugus karboksil melepas ion

Gugus amino menerima proton

Molekul asam amino “dipolar”

akan terbentuk dengan pergeseran proton dari gugus karboksil ke gugus amino. Ion-ion positif

dan negatifnya tidak bebas, karena ikatan yang kuat dari ion-ion ini melalui atom C. Internal salt

disebut Zwitter Ion.

Sebuah asam amino ditandai dengan adanya gugus nitrogen berupa gugus amino (-NH2), gugus

karboksil (-COOH), dan sebuah atom hidrogen di mana ketiganya terikat pada sebuah atom C

yang disebut sebagai karbon α (dibaca karbon alfa), serta gugus R sebagai rantai samping atau

rantai cabang. Struktur dan rumus umum sebuah asam amino diberikan pada gambar 1. Gugus

amino atau amin ditulis di dalam struktur kimi di atas sebagai NH3+

dan gugus karboksil sebagai

COO- karena dalam lingkungan air berada dalam bentuk ion yang bersifat. Adanya kedua ion

plus dan minus dalam satu buah asam amino membuat asam amino bersifat dipolar (dua muatan

ion plus dan minus).

Di dalam asam amino gugus karboksil (-COOH) bersifat asam dangugus amina (-NH2) bersifat

basa. Jadi, asam amino dapat bersifat asam dan basa, dan sifat inilah yang diberi istilah bersifat

amfoterik. Molekul yang bersifat amfoterik dapat bersifat netral atau tidak bermuatan, namun

dapat juga bersifat dipolar seperti ditulis dalam struktur di atas. Dalam bentuk dipolar ini asam

amino bersifat sebagai “Zwitter Ion”.

Dalam larutan asam keras (pH asam) sebagian besar asam amino berada dalam bentuk kation

(bermuatan positif), dalam larutan basa keras (pH basa) asam amino berada dalam bentuk anion

(bermuatan negatif). Pada pH tertentu untuk setiap asam amino dapat berada dalam keadaan

netral, dan nilai pH tersebut dimana asam amino berada dalam keadaan netral dikenal sebagai

titik isoelektrik dari asam amino.

Titik isolistrik adalah titik atau pH asam amino mempunyai muatan listrik yang netral. Titik

isolistrik asam amino asam pada pH 3, diperlukan larutan yang lebih asam untuk asam amino

golongan ini untuk menambah proton gugusan karboksilat kedua. Titik isolistrik basa asam

amino basa sekitar pH 9-10, diperlukan larutan yang lebih basa untuk menghilangkan proton dari

gugusan amonium kedua (Hart, 2003).

B. Penggolongan Protein

Berdasarkan bentuknya protein dibedakan atas :

Protein globular

Protein Globular berbentuk bola terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein ini larut

dalam air, berdifusi cepat dan bersifat dinamis, mudah berubah dibawah pengaruh suhu,

konsentrasi garam serta mudah mengalami denaturasi. Contohnya meliputi enzim, hormon

dan protein darah.

Protein serabut (fibrous)

Terdiri atas beberapa rantai peptida berbentuk spiral yang terjalin satu sama lain sehingga

menyerupai batang yang kaku. Protein fibrous mempunyai bentuk molekul panjang

seperti serat atau serabut, tidak larut dalam air. mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi

dan tahan terhadap enzim pencernaan. Protein ini terdapat dalam unsur-unsur struktur

tubuh. Contohnya meliputi kolagen, myosin, fibrin, dan karatin pada rambut, kuku, dan

kulit.

Berdasarkan strukturnya protein dibagi menjadi empat, yaitu :

1) Struktur Primer

Struktur primer adalah rantai polipeptida. Struktur primer protein di tentukan oleh ikatan

kovalen antara residu asam amino yang berurutan yang membentuk ikatan peptida.

Struktur primer dapat di gambarkan sebagai rumus bangun yang biasa di tulis untuk

senyawa organik.

2) Struktur Sekunder

Struktur sekunder ditentukan oleh bentuk rantai asam amino : lurus, lipatan, atau

gulungan yang mempengaruhi sifat dan kemungkinan jumlah protein yang dapat

dibentuk. Struktur ini terjadi karena ikatan hydrogen antara atom O dari gugus karbonil (

C=O) dengan atom H dari gugus amino ( N-H ) dalam satu rantai peptida,

memungkinkan terbentuknya konfirasi spiral yang disebut struktur helix.

3) Struktur tersier

Struktur tersier ditentukan oleh ikatan tambahan antara gugus R pada asam-asam amino

yang memberi bentuk tiga dimensi sehingga membentuk struktur kompak dan padat suatu

protein.

4) Struktur kuartener

Struktur kuartener adaalah susunan kompleks yang terdiri dari dua rantai polipeptida atau

lebih, yang setiap rantainya bersama dengan struktur primer, sekunder, tersier

membentuk satu molekul protein yang besar dan aktif secara biologis.

C. Denaturasi dan Renaturasi Protein

Denaturasi adalah perubahan struktur tersier, sekunder, kuartener tanpa mengubah

struktur primernya (tanpa memotong ikatan peptide). Proses ini bersifat khusus untuk

protein dan mempengaruhi protein yang berlainan dan sampai yang tingkat berbeda

pula. Denaturasi dapat terjadi oleh berbagai penyebab yang paling penting adalah

bahan, pH, garam, dan pengaruh permukaan. Denaturasi biasanya dibarengi oleh

hilangnya aktivitas biologi dan perubahan yang berarti pada beberapa sifat fisika dan

fungsi seperti kelarutan (Deman,1989).

Gambar disamping; gambar

Struktur protein, 1) struktur

primer, 2) strutur sekunder, 3)

struktur tersier, 4) struktur

kuarterner.

1

2

3

4

Sebagian besar protein dapat diendapkan dari larutan air dengan penambahan asam tertentu

seperti, asam trikloroasetat dan asam perklorat. Penambahan asam ini menyebabkan

terbentuknya garam protein yang tidak larut. Zat pengendapan lainnya adalah tungstat,

fosfotungstat dan metanofosfat. Protein juga diendapkan dengan kation tertentu seperti

Zn2+

dan Pb2+

(Patong, dkk., 2012).

Protein dapat mempertahankan kesesuaian bentuknya asalkan lingkungan fisik dan kimianya

dipertahankan. Jika lingkungan berubah maka, protein dapat terurai atau mengalami perubahan

sifat ( denaturasi ); mereka dapat kehilangan struktur sekunder, tersier, dan kuarternya sehingga

aktivitas biologisnya juga hilang.

1) Kesesuaian bentuk protein bergantung pada ikatan hidrogen, yang lemah dan sangat

senitif terhadap perubahan PH dan suhu.

2) Paparan singkat pada suhu yang tinggi ( diatas 60oC ) atau paparan pada asam atau basa

kuat dalam periode waktu yang lama akan menyebabkan denaturasi karena ikatan

hidrogen ruptur.

a) Sebagian protein dapat dikembalikan kebentuk aslinya, jika terdenaturasi tanpa harus

menjadi insoluble.

b) Perbedaan panas yang besar dapat menyebabkan denaturasi yang menetap. Putih telur

akan memadat dan menjadi insoluble jika dipanaskan.

- Suhu tubuh yang sangat tinggi dapat menyebabkan koagulasi protein selular.

- Jika suhu tubuh naik sampai diatas 41oC atau 42

oC maka akan mengakibatkan

denaturasi protein.

Denaturasi mempunyai sisi positif dan sisi negatif. Sisi negatif denaturasi :

Protein kehilangan aktivitas biologis

Pengendapan protein

Protein kehilangan beberapa sifat fungsional

Sisi positif denaturasi yaitu :

Denaturasi panas pada inhibitor tripsin dalam legume dapat meningkatkan tingkat

ketercernaan dan ketersediaan biologis protein legum.

Protein yang terdenaturasi sebagian lebih mudah dicerna, sifat pembentuk buih dan

emulsi lebih baik daripada protein asli.

Denaturasi oleh panas merupakan prasyarat pembuatan gel protein yang dipicu oleh

panas.

Beberpa protein (kulit dan dinding dalam saluran penceraan) sangat tahan terhadap denaturasi,

sedangkan protein-protein lain sangat peka. Denaturasi dapat bersifat reversible jika suatu

protein hanya dikenai kondisi denaturasi yang lembut, seperti sedikit perubahan pH. Jika protein

ini dikembalikan ke lingkungan awalnya, protein ini dapat memperoleh kembali struktur lebih

tingginya yang alamiah dalam suatu proses yang disebut renaturasi. Sayang renaturasi umunya

sangat lambat atau tak terjadi sama sekali.

Analisa Urutan Protein dan Polipeptida

Penentuan yang berhasil dari urutan asam amino insulin oleh Frederick Sanger pada thun 1953

menjadikan sasaran analisis primer lengkap dari protein merupakan suatu kenyataan ilmiah.

Karena urtan asam amino dari suatu polipeptida sangat mempengaruhi konformasi aslinya, maka

pengetahuan mengenai urutan memberikan wawasan kimiawi terkait yang memebantu untuk

mengerti struktur makromolekul suatu polipeptida. Jika data penentuan urutan

disuplementasidengan data dari penelitian kristalografi X-ray, maka hasil kombinasinya

melengkapi perincian mengenai struktur 3 dimensi dari protein dan mengemukakan sifat kimia

yang kecil tetapi kritis yang membantu menjelaskan fungsi biologi molekul . Riset biologi

molecular sangat mengandalkan padakekuatan analisis dari dua pendekatan eksperimental ini.

Walaupun penentuan oleh Sanger mengenai urutan dari 51 residu asam amino dalam insulin

mengantarkankita pada era perangkaian protein, namun kemajuan teknologi selanjutnya dan

teknik analisis yang menjadikan perangkaian dari polipepetida besar yang terdiri dari 100 atau

lebih residu merupakan tugas riset yang baik, khususnya perkembangan dari analisator asam

amino dan prosedur degradasi sekuensial Edman. Namun, penentuan dari urutan asam amino

masih merupakan tugas yang banyak memakan waktu, karena memerlukan beberapa jenis

analisis yang berbeda yang hasilnya harus dikolasi untuk mendapatkan urutan ini. Penentuan

urutan termasuk sejumlah reaksi kimia spesifik dan teknik untuk memisahkan peptide dan

mengidentifikasi asam amino. Prosedur eksperimental yang digunakan digambarkan melalui

penentuan urutan dari pentadekapeptida hipotesis berikut, suatu peptidayang mengandung 15

residu asam amino.

*H3N-Al-Gln-Lis-Tir-Met-Ser-Met-Ile-Arg-Val-Sis-Lis-Trp-Gli-COO-

Metode klasik untuk menentukan komposisi asam amino dikembangkan oleh Stanford Moore

dan William Stein. Metode ini dimulai dengan hidrolisis asam, yang biasanya melibatkan

penambahan suatu polipepetida dengan HCL 6 N pdasuhu 1100C selama 24 jam dalam tabung

hampa udara yang disegel. Asam amino dalam hasil campuran ini kemudian dipisahkan dengan

kromatografi pertukaran ion, suatu prosedur yang bermodalkan karakteristik ionisasi

diferensiasi dari masing-masing asam amino dan pada hidrofobisitas dari rantai sampingnya.

Metode ini dimasukkan dalam suatu sistem otomatis (analisator asam amino) yang memisahkan

dan kemudian mengkuantifikasikan setiap asam amino dalam suatu campuran. Analisator ini

bertindak sebagai perintis dari instrumentasi analisisotomatis (dan dewasa ini terkomputerisasi)

yang dewasa ini ditemukan dalam fasilitas perangkat protein.

Pemisahan Moore dan Sistein menggunakn dua kolom kromatografi, salah satu disebut kolom

pendek, digunakan untuk melarutkan asam amino dasar dari NH4, dan yang lain kolom panjang

yang memisahkan asam amino lainnya. Kedua kolom mengandung resinpolistiren sulfonasi yang

bermuatan dalam bentuk Na+

(gambar 6.2). Prosedur yang biasa adalah menyesuaikan campuran

asam amino dengan pH 2 (asam amino protonasi) sebelum menggunakan suatu sampel kurang

dari 1 mg dari campuran pada suatu kolom. Pertukaran kation terjadi jika asam amino

terprotonasi (dan NH4) berikatan dengan suatu kolom melalui pertukaran kolom dengan Na+

dan

resin bersulfonasi (B dari gambar 6.3). Setiap kolom kemudian dielusi pada pH yang lebih tinggi

(yang mempengaruhi ionisasi asam amino) dengan dasar natrium sitrat. Sekarang ion natrium

bertukaran dengan asam amino yang kemudian secara selektif dielusi dengan dapar tunggal ,

dan kolom yang panjang merupakan proses elusi dua langkah. Seperti dinyatakan sebelumnya

hidrofobisitas dari tulang punggung resin juga menyumbang pada terjadinya proses pemisahan.

Perhatikan gambar 6.4.

Pada sistem yang otomatis, setiap asam amino yang dielusi menjalani suatu reaksi paska kolom

dengan reagen ninhidrin pada 1000 C pada gambar 6.5 yang menghasilkan warna biru tua atau

ungu kecuali dengan prolin.

Pada sistem yang otomatis, setiap asam amino yang dielusi menjalani suatu reaksi paska kolom

dengan reagen ninhidrin pada 1000 C pada gambar 6.5 yang menghasilkan warna biru tua atau

ungu kecuali dengan prolin.

Prinsip penentuan ini didasarkan pada cara Sanger untuk penentuan urutan asam aminodalam

protein insulin yang bebas dari kontaminasi. Cara bertingkat dilakukan sebagai berikut :

1. Penentuan asam amino C-ujung dan asam amino N-ujung

2. Pemutusan rantai polipeptida menjadi fragmen peptida dengan rantai yang lebih pendek.

Pemutusan rantai dilakukan dengan enzim tripsin. Tripsin menghidrolisis ikatan peptida

yang gugus karbonilnya merupakan residu asam amino lisin atau arginin.

3. Fragmen peptide yang didapat, kemudian dipisahkan satu dari yang lain dengan cara

elektroforesis atau kromatografi. Tiap fragmen peptida dihidrolisis sempurna dan asam

aminonya ditentukan.

4. Asam amino C-ujung dan asam amino N-ujung tiap fragmen peptida yang didapat dari

pokok 2 ditentukan. Dari data sampai pokok 4 ini, urutan asam amino tiap fragmen

peptida (dipeptida dan tripeptida) dapat ditentukan, sedangkan urutan asam amino

peptide yang lebih panjang belum tentu diketahui.

5. Fragmen peptide yang mempunyai rantai lebih panjang dari tripeptida ( yang didapat dari

pokok 2), ditentukan urutan asam aminonya dengan cara Edman, yaitu dengan pereaksi

fenilisotiosianat.

6. Diambil polipeptida asal dan pemotongan rantai menjadi fragmen peptida diulang lagi,

tetapi dengan mempergunakan enzim lain, misalnya kimotripsin atau pepsin, atau

sianogenbromida. Kimotripsin menghidrolisis ikatan peptide yang gugus karbonilnya

berasal dari asam amino fenilalanin, triptofan, atau tirosin.

7. Pepsin menghidrolisis ikatan peptida yang gugus aminonya berasal dari asam amino

fenilalanin, triptofan, tirosin, leusin, asam aspartat, dan asam glutamat. Sianogenbromida

memyerang ikatan peptida yang gugus karbonilnya berasal dari metionin.

8. Dengan cara membandingkan komposisi asam amino dan asam amino N-ujung serta C-

ujung dari fragmen yang dihasilkan kedua cara hidrolisis tersebut, maka urutan yang

benar sisa asam amino dalam polipeptidaasaldapat ditentukan (Wirahadikusumah,2012)

DAFTAR PUSTAKA

http://www.academia.edu/7189097/PROTEIN

http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/Protein-kuliah%20ko2.pdf

http://core.ac.uk/download/pdf/11726886.pdf

http://ocw.usu.ac.id/course/download/111-Basic-Biology-of-

Clasic/bbc_slide_asam_amino_proteina.pdf

http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pendidikan/sulistyani-msi/5b-protein.pdf

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1932/1/09E01872.pdf

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24170/4/Chapter%20II.pdf

https://fitriyanihidayatri.wordpress.com/

http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pendidikan/Andian%20Ari%20Anggraeni,%20ST.,M.Sc./Kimia%2

0Pangan%20-%20Bab%2001%20-%20Protein.pdf

http://lms.aau.ac.id/library/ebook/U_10292_03/files/res/downloads/download_0424.pdf

http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/biokimia/bab%206.pdf

Wirahadikusumah, Muhammad. 2012. Biokimia. Bandung: Penerbit ITB.