BIOKIMIA

PROTEIN

(Struktur Asam Amino, Penggolongan Asam Amino, Peptida dan Ikatan Peptida, Penggolongan dan Fungsi Protein)

DISUSUN OLEH:

KELOMPOK 5:

1. RIA ALMARETA (34 2013 154)2. WIWIN TIALFI (34 2013 130)

3. SHINTA DWI PARAMITHA (34 2013 128 )4. SUTARNI (34 2013 131)

Semester/kelas : III/D

Dosen pengampu: Lia Auliandari, S.Si., M.Sc.

Program Studi : Pendidikan Biologi

FAKULTAS KEGURUAN dan ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG

TAHUN 2014

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 1

Pembahasan

1. Struktur Asam Amino

Sumber: id.wikipedia.org.

Asam amino merupakan molekul yang digunakan untuk

membangun protein. Semua asam amino memiliki atom karbon pusat

dikelilingi oleh atom hidrogen, gugus karboksil (COOH), gugus amino

(NH2), dan Group-R. Ini adalah Group-R atau rantai samping yang

berbeda antara 20 asam amino. Asam amino esensial adalah mereka yang

tubuh Anda tidak dapat membuat. Tubuh Anda dapat membuat asam

amino nonesensial. Asam amino merupakan turunan asam karboksilat

yang mengandung gugus amina. Jadi setiap molekul asam amino

sekurang-kurangnya mengandung dua buah gugus fungsional, yaitu gugus

karboksil (-COOH) dan gugus amina(-NH2). Asam amino dapat diperoleh

dari hasil hidrolisis protein. Struktur asam amino mengandung gugus -

NH2 yang terikat pada atom C alfa (a), yaitu atom C yang terikat pada

gugus karboksil.

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 2

20 Struktur Asam Amino

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 3

2. Penggolongan Asam Amino

Penggolongan Asam Amino dapat digolongkan berdasarkan gugus

R. mengamati struktur ke 20 asam amino yang ditemukan pada protein,

pada kenyataannya asam amino dapat digolongkan menjadi beberapa

golongan berdasarkan sifat-sifat kanndungan gugus R, terutama

polaritasnya yakni kecenderungan molekul untuk berinteraksi dengan air

pada pH biologi (dekat pH 7). Gugus R pada asam amino bervariasi

polaritasnya, mulai dari gugus R yang sama sekali tidak polar atau

hidrofobik (tidak menyukai air) sampai bersifat amat polar atau hidrofilik

(menyukai air).

Terdapat empat golongan asam amino yaitu: Golongan dengan

gugus R nonpolar atau hidrofobik, golongan dengan gugus R polar, tetapi

tidak bermuatan, golongan dengan gugus R bermuatan negative, dan

golongan dengan gugus R bermuatan positif. Didalam tiap-tiap golongan

terdapat urutan polaritas, ukuran dan bentuk gugus R.

No. Gugus R nonpolar Gugus R polar, tetapi

tidak bermuatan

Gugus R bermuatan

negative

Gugus R

bermuatan

positif

1. Alanin Asparagin Asam aspartat Arginin

2. Isoleusin Sistein Asam glutamat Histidin

3. Leusin Glutamin Lisin

4. Metionin Glisin

5. Fenilalanin Serin

6. Prolin Treonin

7. Triptofan Tirosin

8. Valin

a. Asam Amino Gugus R Nonpolar

Termasuk dalam golongan non polar karena asam-asam amino ini

membentuk suatu kelompok di dalam air untuk menghindari terjadinya

kontak dengan air (hidrofobik).

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 4

Golongan ini meliputi lima asam amino dengan gugus R alifatik yaitu:

1.) Alanin

Alanin (Ala) merupakan salah satu asam amino bukan esensial, alanina

dapat berperan dalam pengenalan substrat atau spesifisitas, khususnya

dalam interaksi dengan atom nonreaktif seperti karbon. Dalam proses

pembentukan glukosa dari protein, alanina berperan dalam daur

alanina.

2.) Valin

Valina adalah salah satu dari 20 asam amino penyusun protein yang

dikode oleh DNA, Valina diproduksi dengan menggunakan treonin

sebagai bahan baku. Sumber pangan yang kaya akan valina mencakup

daging, telur, susu, keju dan biji-bijian yang mengandung minyak.

3.) Leusin

Leusina merupakan asam amino yang paling umum dijumpai pada

protein. Ia mutlak diperlukan dalam perkembangan anak-anak dan

dalam kesetimbangan nitrogen bagi orang dewasa. Ada dugaan bahwa

leusina berperan dalam menjaga perombakan dan pembentukan protein

otot.

4.) Prolin

Prolina merupakan satu-satunya asam amino dasar yang memiliki dua

gugus samping yang terikat satu-sama lain. Fungsi terpenting prolina

tentunya adalah sebagai komponen protein. Prolina dibuat dari asam L-

glutamat dengan prekursor suatu asam imino.

5.) Isoleusin

Isoleusina adalah satu dari asam amino penyusun protein yang dikode

oleh DNA.

b. Golongan dengan lingkaran aromatik yaitu:

1.) Fenilalanin

Fenilalanina adalah suatu asam amino penting dan banyak terdapat

pada makanan, yang bersama-sama dengan asam amino tirosin dan

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 5

triptofan merupakan kelompok asam amino aromatik yang memiliki

cincin benzena.

2.) Triptofan

Triptofan merupakan satu dari 20 asam amino penyusun protein yang

bersifat esensial bagi manusia. Bentuk yang umum pada mamalia

adalah, seperti asam amino lainnya. Triptofan adalah prekursor

melatonin (hormon perangsang tidur), serotonin (suatu transmiter pada

sistem saraf) dan niasin (suatu vitamin).

c. Golongan yang mengandung Sulfur yaitu:

1. Metioin

Metionina, bersama-sama dengan sistein, adalah asam amino yang

memiliki atom S. Asam amino ini penting dalam sintesis protein

(dalam proses transkripsi, yang menerjemahkan urutan basa nitrogen

di DNA untuk membentuk RNA) karena kode untuk metionina sama

dengan kode awal (start) untuk suatu rangkaian RNA.

d. Asam Amino Gugus R Polar tidak bermuatan

Gugus R dari asam amino polar lebih larut dalam air, atau lebih hidrofilik,

dibandingkan dengan asam amino nonpolar, karena golongan ini

mengandung gugus fungsionil yang membentuk ikatan hidrogen dengan

air. Golongan ini meliputi:

1.) Asparagin

Asparagin adalah asam amino pertama yang berhasil diisolasi.

Namanya diambil karena pertama kali diperoleh dari jus asparagus.

Asparagina diperlukan oleh sistem saraf untuk menjaga kesetimbangan

dan dalam transformasi asam amino. Ia berperan pula dalam sintesis

amonia. Sumber dari daging, telur, dan susu.

2.) Sistein

Sistein merupakan asam amino bukan esensial bagi manusia yang

memiliki atom S, bersama-sama dengan metionin. Sisteina dan

metionin pada protein juga berperan dalam menentukan konformasi

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 6

protein karena adanya ikatan hidrogen pada gugus tiol. Sumber utama

sisteina pada makanan adalah cabai, bawang putih, bawang bombay,

brokoli, haver, dan inti bulir gandum (embrio).

3.) Glutamin

Glutamin adalah satu dari 20 asam amino yang memiliki kode pada

kode genetik standar. Rantai sampingnya adalah suatu amida.

Glutamina dibuat dengan mengganti rantai samping hidroksil asam

glutamat dengan gugus fungsional amina.

4.) Glisin

Glisina atau asam aminoetanoat adalah asam amino alami paling

sederhana. Glisina merupakan asam amino yang mudah menyesuaikan

diri dengan berbagai situasi karena strukturnya sederhana.

5.) Serina

Serina merupakan asam amino penyusun protein yang umum

ditemukan pada protein hewan. Serina penting bagi metabolisme

karena terlibat dalam biosintesis senyawa-senyawa purin dan

pirimidin, sistein, triptofan (pada bakteria), dan sejumlah besar

metabolit lain.

6.) Treonin

Treonina merupakan salah satu dari 20 asam amino penyusun protein.

Bagi manusia, treonina bersifat esensial. Tubuh manusia tidak

memiliki enzim pembentuk treonina namun manusia memerlukannya,

sehingga treonina esensial bagi manusia. Treonina banyak terkandung

pada produk-produk dari susu, daging, ikan, dan biji wijen.

7.) Tirosin

Tirosina karena ditemukan pertama kali dari keju merupakan satu dari

20 asam amino penyusun protein. Ia memiliki satu gugus fenol (fenil

dengan satu tambahan gugus hidroksil, tirosina memiliki peran kunci

dalam pengaktifan beberapa enzim tertentu melalui proses fosforilasi

(membentuk fosfotirosina). Bagi manusia, tirosina merupakan

prekursor hormon tiroksin

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 7

e. Asam Amino Mempunyai Gugus R yang bermuatan Negatif (Asam)

1.) Asam aspartat

Asam aspartat merupakan satu dari 20 asam amino penyusun protein.

Asparagin merupakan asam amino analognya karena terbentuk melalui

aminasi aspartat pada satu gugus hidroksilnya.

Asam aspartat bersifat asam, dan dapat digolongkan sebagan asam

karboksilat.

2.) Asam glutamate

Asam glutamat termasuk asam amino yang bermuatan polar bersama-

sama dengan asam aspartat. Asam glutamat dapat diproduksi sendiri

oleh tubuh manusia sehingga tidak tergolong esensial.

f. Asam Amino Mempunyai Gugus R yang bermuatan Positif (Basa)

1.) Lisin

Lisina merupakan asam amino penyusun protein yang dalam pelarut

air bersifat basa, seperti juga histidin. Lisina tergolong esensial bagi

manusia dan kebutuhan rata-rata per hari adalah 1- 1,5 g.

2.) Arginin

Asam amino arginin memiliki kecenderungan basa yang cukup tinggi

akibat eksesi dua gugus amina pada gugus residunya. Asam amino ini

tergolong setengah esensial bagi manusia dan mamalia lainnya,

tergantung pada tingkat perkembangan atau kondisi kesehatan.

3.) Histidin

Histidina merupakan satu dari 20 asam amino dasar yang ada dalam

protein. Bagi manusia histidina merupakan asam amino yang esensial

bagi anak-anak. Fungsi Histidina menjadi prekursor histamin, suatu

amina yang berperan dalam sistem saraf, dan karnosin, suatu asam

amino.

Penggolongan asam amino berdasarkan esensial dan nonesensial.

Asam amino esensial adalah asam amino yang harus ada dalam makanan

sehari-hari seperti sayur-sayuran hijau, kacang-kacangan, daging, dan lain

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 8

sebagainya karena tubuh tidak dapat membuat atau mensintesis asam amino

tersebut. Sedangkan asam amino nonesensial merupakan asam amino yang

tidak harus ada dalam makanan karena tubuh dapat membuat asam amino

tersebut.

Kelompok Asam Amino Esensial

No Nama Singkatan1 Arginin Arg2 Histidin His3 Isoleusin Ile4 Leusin Leu5 Lisin Lys6 Metionin Met7 Fenilalanin Phe8 Treonin Thr9 Triptofan Try10 Valin Val

Kelompok Asam Amino Non Esensial

No Nama Singkatan

1 Alanin Ala

2 Asparagin Asn

3 Asam aspartat Asp

4 Sistein Cys

5 Asam Glutamat Glu

6 Glutamin Gln

7 Glisin Gly

8 Prolin Pro

9 Serin Ser

10 Tirosin Tyr

3. Peptida dan Ikatan Peptida

3.1 Pengertian Peptida

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 9

Peptida merupakan molekul yang terbentuk dari dua atau lebih

asam amino. Jika jumlah asam amino masih di bawah 50 molekul

disebut peptida, namun jika lebih dari 50 molekul disebut dengan

protein. Asam amino saling berikatan dengan ikatan peptida. Ikatan

peptida terjadi jika atom nitrogen pada salah satu asam amino

berikatan dengan gugus karboksil dari asam amino lain. Peptida

terdapat pada setiap makhluk hidup dan berperan pada beberapa

aktivitas biokimia.

Peptida dapat dikelompokkan menurut kemiripan struktur dan fungsinya:

a. Peptida Ribosomal

Peptida ribosomal disintesis dari translasi mRNA. Peptida ini berfungsi

sebagai hormon dan molekul signal pada organisme tingkat tinggi. Secara

umum, peptida ini mempunyai strukstur linear.

b. Peptida non-Ribosomal

Peptida non-Ribosomal disintesis dengan kompleks enzim. Peptida ini

terdapat pada organisme uniselular, tanaman, dan fungi. Pada peptida ini

terdapat struktur inti yang kompleks dan mengandung pengaturan yang

berbeda-beda untuk melakukan manipulasi kimia untuk menghasilkan

suatu produk. Secara umum, peptida ini berbentuk siklik, walaupun ada

juga yang berbentuk linear.

c. Peptida Hasil Digesti (Digested peptides)

Peptida ini terbentuk dari hasil proteolisis non-spesifik dalam siklus

digesti. Peptida hasil digesti secara umum merupakan peptida ribosomal,

akan tetapi tidak dibentuk dari translasi mRNA. Peptida ini juga dapat

dibentuk dari protein [yang didigesti dengan proteasespesifik, seperti

digesti trypsin yang sering dilakukan sebelum mass spectrometry peptide

analysis.

3.2 Ikatan Peptida

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 10

Ikatan peptida adalah jenis ikatan kovalen yang hanya ditemukan

dalam molekul protein. Ikatan ini menyatukan asam amino sama untuk

menciptakan rantai peptida, yang kemudian bergabung bersama-sama

untuk membentuk protein. Membentuk ikatan kovalen ketika satu atom

dalam molekul berbagi satu, dua atau tiga elektron dengan sebuah atom

dari molekul lain. Jenis ikatan yang kuat dan bisa sulit untuk mematahkan.

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.

Untuk memecahkan ikatan peptida, reaksi hidrolisis kebalikan dari reaksi

kondensasi harus terjadi. Reaksi hidrolisis terjadi ketika membelah protein

menjadi rantai peptida, atau peptida menjadi asam amino tunggal. Dalam

hidrolisis, molekul air ditambahkan ke ikatan peptida, menyebabkan air

untuk membagi. Gugus hidroksil (OH-) menempel pada gugus karboksil

satu asam amino, dan atom hidrogen (H) menempel pada gugus amino

yang lain.

Ikatan peptida sangat stabil, yang berarti mereka sulit untuk pecah.

Hal ini penting bagi protein, karena mereka memainkan peran penting

dalam sebagian besar makhluk hidup. Sebagai contoh, protein yang

disebut enzim mengontrol hampir semua reaksi kimia dalam makhluk

hidup. Juga, bentuk protein sangat penting untuk seberapa baik yang

berfungsi protein. Urutan asam amino yang membentuk protein, serta

kekuatan ikatan peptida, merupakan faktor dalam menentukan dan

mempertahankan bentuk dari setiap jenis tertentu protein.

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 11

4. Penggolongan dan Fungsi Protein.

4.1 Penggolongan Protein

4.1.1 Klasifikasi Protein Berdasarkan Fungsi Biologisnya:

a. Protein transport merupakan protein yang mengikat dan memindahkan

molekul atau sel darah merah mengikat oksigen di paru-paru dan

mengedarkannya ke seluruh tubuh.

b. Protein natrium (penyimpan) adalah protein yang berfungsi mengubah

energi kimia menjadi energy gerak. Misalnya, aktin dan myosin yang

berperan dalam system kontraksi otot rangka.

c. Protein struktur adalah protein yang berperan dalam kekuatan struktur

biologi atau perlindungan. Misalnya, kalagen (banyak terdapat pada

rambut, kuku, bulu burung), fibrion (komponen utama pada serat surat dan

jarring laba-laba).

d. Protein pertahanan adalah protein yang melindungi organisme terhadap

serangan organisme lain (penyakit). Misalnya, imunoglobin atau anti bodi

dapat menetralkan protein asing ilepaskan oleh bakteri dan virus.

e. Protein pengatur, yaitu protein yang berfungsi mengatur aktivitas seluler

atau fisiologi. Contohnya: ialah hormone, seperti insulin yang mengatur

metabolism gula darah. Kekurangan insulin akan menyebabkan penyakit

diabetes. Contoh lain adalah hormone pertumbuhan dan hormone sex.

f. Protein kontraktil, yaitu protein yang memberikan kemampuan pada sel

dan organisme untuk mengubah bentuk atau bergerak. Contohnya ialah

aktin dan myosin, yaitu protein yang berperan dalam system kontraksi otot

kerangka.

4.1.2 Protein Berdasarkan Komposisi Kimia

Berdasarkan komposisi kimianya, protein dibedakan atas

protein sederhana dan protein konjugasi. Protein sederhana hanya

teriri atas asam amino, dan tidak ada gugus kimia lain. Bagian yang

bukan asam amino dari protein konjugasi disebut gugus prostetik.

Protein konjugasi digolongkan berdasarkan jenis gugus prostetiknya.

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 12

4.1.3 Protein Berdasarkan Bentuk

Berdasarkan bentuknya protein dibedakan atas protein globular

dan protein serabut. Pada protein globular rantai atau rantai-rantai

polipeptidanya berlipat rapat menjadi bentuk globular atau bulat padat.

Protein globular biasanya larut dalam air dan mudah berdifusi. Hampir

semua protein globular mempunyai fungsi gerak atau dinamik, seperti

enzim, protein transpor darah,dan antibodi. Protein serabut tidak larut

dalam air. Hampir semua protein serabut mempunyai fungsi struktural

atau pelindung. Contohnya adalah α-keratin pada rambut dan

wol,fibroin dari sutera, dan kolagen dari urat.

4.2 Fungsi protein

a. Sebagai Enzim

Hampir semua reaksi biologis dipercepat atau dibantu oleh suatu

senyawa makromolekul spesifik yang disebut enzim, dari reaksi

yang sangat sederhana seperti reaksi transportasi karbon dioksida

sampai yang sangat rumit seperti replikasi kromosom. Protein

besar peranannya terhadap perubahan-perubahan kimia dalam

sistem biologis.

b. Alat Pengangkut dan Penyimpan

Banyak molekul dengan kecil serta beberapa ion dapat diangkut

atau dipindahkan oleh protein-protein tertentu. Misalnya

hemoglobin mengangkut oksigen dalam eritrosit, sedangkan

mioglobin mengangkut oksigen dalam otot. Pengatur pergerakan

Protein merupakan komponen utama daging, gerakan otot terjadi

karena adanya dua molekul protein yang saling bergeseran.

c. Penunjang Mekanis

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 13

Kekuatan dan daya tahan robek kulit dan tulang disebabkan adanya

kolagen, suatu protein berbentuk bulat panjang dan mudah

membentuk serabut. Pertahanan tubuh atau imunisasi Pertahanan

tubuh biasanya dalam bentuk antibodi, yaitu suatu protein khusus

yang dapat mengenal dan menempel atau mengikat benda-benda

asing yang masuk ke dalam tubuh seperti virus, bakteri, dan sel- sel

asing lain.

d. Media Perambatan Impuls Syaraf

Protein yang mempunyai fungsi ini biasanya berbentuk reseptor,

misalnya rodopsin, suatu protein yang bertindak sebagai reseptor

penerima warna atau cahaya pada sel-sel mata.

e. Pengendalian Pertumbuhan

Protein ini bekerja sebagai reseptor (dalam bakteri) yang dapat

mempengaruhi fungsi bagian-bagian DNA yang mengatur sifat dan

karakter bahan.

Daftar Pustaka

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 14

Lehninger.1982.Dasar-Dasar Biokimia.Jakarta:Erlangga.

Syukri.1999.Kimia Dasar 3.Bandung:ITB.

http://id.wikipedia.org/wiki/Peptida

http://www.academia.edu/5775964/PEPTIDA

Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 15