Makromolekul III

Link Download: Protein dan Lemak

ASAM AMINO (PROTEIN)

Asam amino adalah senyawa yang memiliki gugus asam karboksilat (–COOH) dan gugus amina (–NH2). Secara umum dirumuskan :

Bila gugus –NH2 terikat pada atom C setelah gugus karboksilat (–COOH)  termasuk asam alfa α amino, selanjutnya β amino dan ɣ amino.

Asam amino di alam umumnya sebagai asam alfa amino. Asam amino dapat dibedakan berdasarkan gugus R (rantai samping) sebagai berikut.

a.       Dengan rantai samping alifatik.

b.      Dengan rantai samping yang mengandung gugus hidroksil.

c.       Dengan rantai samping yang mengandung belerang

d.      Dengan rantai samping yang mengandung gugus asam atau amida

e.      Dengan rantai samping yang mengandung gugus basa

f.        Yang mengandung cincin aromatik

Terdapat 300 jenis asam amino di alam, hanya 20 yang terdapat dalam protein,

Asam amino esensial	Asam amino non esensial
Adalah yang dibutuhkan tubuh tetapi tidak dapat disintesis tubuh	Adalah asam amino yang dapat disintesis tubuh
Contoh: arginin, fenilalanin, histidin, isoleusin, leusin, lisin, treonin, metionin, triptofan, dan valin	Contoh: glisin, asam glutamate, asam aspartat, sistin

Sifat-sifat asam amino:

1.      Amfoter dan membentuk ion Zwitter.

 Asam amino memiliki gugus karboksil (– COOH) yang bersifat asam, (melepaskan H⁺) dan gugus amina yang bersifat basa (menerima H⁺). Karena itu asam amino bersifat amfoter (bereaksi dengan asam dan basa).

Molekul asam amino mengalami reaksi asam-basa intra molekul membentuk ion zwitter yaitu ion yang bermuatan ganda (positif dan negatif).  

2.      Berekasi dengan asam, basa. Bila direaksikan dengan asam, asam amino bertindak sebagai basa (anion) yang menerima H⁺ dari asam.

Bila direaksikan dengan basa, asam amino bertindak sebagai asam (kation) yang akan melepas H+.

3.      Asam amino bersifat optis aktif  kecuali glisin, karena atom C asimetris yang dapat memutar bidang cahaya terpolarisasi.

Monomer protein

Dalam larutan muatan asam amino bergantung pada pH. Bila asam amino ditetesi  basa maka akan melepaskan H⁺ sehingga menjadi netral dan bermuatan negatif. Sebaliknya, bila ditetesi asam maka akan menerima H⁺ dari asam sehingga terjadi pH asam amino tidak bermuatan disebut titik isoelektrik. Di bawah titik isoelektriknya asam amino bermuatan positif dan di atas titik elektriknya asam amino bermuatan negatif. Dalam keadaan padat kering, asam amino berada sebagai ion dipolar dg ion karboksilat (–COO^–) dan gugus amonium (–NH3⁺)

Pembentukan Ikatan Peptida

Reaksi asam amino adalah pembentukan ikatan peptida. Dua molekul asam amino  berikatan peptida dengan melepaskan 1 molekul air antara gugus amino dan gugus karboksil.

Molekul dari 2 asam amino disebut dipeptida. Karena masih memiliki gugus amino dan gugus karboksil maka dipeptida dapat mengikat asam amino lain membentuk polipeptida disebut protein.

PROTEIN

Protein adl polimer alam yang tersusun dari asam-asam amino melalui ikatan peptida disebut  polipeptida.

Asam-asam amino penyusun protein sekitar 20 jenis asam amino. Masa molekul relatif  protein berkisar antara 6.000 hingga jutaan. Unsur utama penyusun protein C, H, O, dan N. Beberapa protein juga mengandung unsur S dan R.

Struktur Protein

Struktur protein dibedakan menjadi :

1) Struktur Primer

menyatakan urutan asam-asam amino pada rantai protein dan letak ikatan disulfida bila ada. Karena protein dapat mengandung 100 atau lebih asam amino sulit menggambarkan rumus bangunnya, karena itu digunakan singkatan 3 huruf untuk tiap asam amino. Misalnya: Glu – Ala – Lys – Gly – Tyr – Ala

2) Struktur Sekunder

Hubungan ruang asam amino yang berdekatan pada struktur primer, mungkin reguler dan berulang secara periodik. Adanya gaya dispersi atau ikatan hidrogen, suatu rantai polipeptida menggulung seperti spiral (alfa heliks).

3) Struktur Tersier

merupakan susunan keseluruhan dan hubungan berbagai bagian dari suatu rantai polipeptida.

4) Struktur Kuarterner

struktur kuarterner  protein terdiri atas 2 rantai polipeptida atau lebih disatukan oleh gaya dispersi (ikatan hidrogen). Protein seperti ini dinamakan oligomer, sedangkan asam amino yang menyusunnya disebut monomer.

b. Sifat-Sifat Protein

– Protein tidak menunjukkan titik cair tertentu dan tidak dapat disuling.

– Umumnya protein bersifat koloid hidrofil.

– Dapat diendapkan/dikoagulasikan dengan penambahan larutan pekat NaCl, MgSO4, (NH4)2SO4, alkohol, aseton, asam, dan basa atau dengan pemanasan 100° C.

Protein yang dikoagulasikan tidak dapat larut dalam air atau pendinginan karena telah mengalami perubahan irreversibel yang disebut denaturasi. Protein mengalami denaturasi  telah kehilangan fungsi biologinya meskipun rangkaian asam-asam amino tidak rusak. Denaturasi protein terjadi akibat perubahan struktur terutama struktur tersier dan struktur kuarternernya.

– Dapat mengalami hidrolisis oleh asam-asam encer menjadi asam-asam amino. Hidrolisis protein juga dapat dilakukan oleh enzim protease.

a.    Penggolongan Protein

1) Berdasar Fungsi Biologinya

Berdasarkan fungsi biologinya protein diklasifikasikan 7 golongan :

a) Enzim

golongan protein yang terbesar. Fungsi enzim adalah sebagai katalisator yang spesifik pada reaksi kimia dalam makhluk hidup. Enzim mempercepat reaksi kimia tanpa terjadi kenaikan suhu, perubahan pH, dan hasil reaksi tambahan seperti yang terjadi pada reaksi-reaksi kimia biasa. Contoh: pepsin, stipsin, ribonuklease

b) Protein Pembangun.

berfungsi sebagai zat pembentuk struktur yang baru dan mengganti sel yang rusak. Contoh: Glikoprotein dalam dinding sel keratin dalam kulit

c) Protein Transpor

mempunyai kemampuan mengikat dan memindahkan molekul atau ion spesifik melalui aliran darah.

Contoh: – Hemoglobin dalam sel darah merah berfungsi sebagai alat pengangkut oksigen dalam darah

– Mioglobin sebagai alat pengangkut oksigen dalam jaringan otot

d) Protein Pelindung (Antibodi)

berfungsi melindungi organisme dari serangan penyakit.

Contoh: – Imunoglobin (antibodi) dapat menetralkan bakteri, virus, dan antigen (protein asing).

– Fibrinogen dan trombin : protein penggumpal darah bila terjadi luka.

e) Protein Pengatur (Hormon)

berfungsi mengatur aktivitas sel. Contoh: Insulin mengatur metabolisme glukosa.

f) Protein Cadangan

disimpan untuk berbagai proses metabolisme dalam tubuh.

Contoh: Kasein pada susu Ovalbumin pada putih telur

g) Protein Kontraktil

memberikan kemampuan pada sel dan organisme untuk berubah atau bergerak. Contoh: Aktin dan miosin berperan dalam sistem kontraksi otot rangka.

2) Berdasar Bentuknya

digolongkan menjadi dua yaitu protein globular dan protein serabut.

Protein globular memiliki rantai polipeptida berlipat rapat menjadi bentuk bulat padat (globular), yang memiliki fungsi gerak. Contoh: Hemoglobin dan enzim

Protein serabut memiliki fungsi pelindung, contoh: L–keratin pada rambut dan kolagen pada urat.

3) Berdasarkan Komposisi Kimia

dibedakan menjadi protein sederhana dan protein terkonjugasi. Protein sederhana hanya tersusun dari asam-asam amino. Contoh: enzim ribunoklease.

Pada protein terkonjugasi asam amino juga terikat gugus lain Contoh: Lipoprotein, protein yang terkonjugasi lipid (lemak) Glikoprotein, protein yang terkonjugasi karbohidrat, posfoprotein, protein yang terkonjugasi gugus fosfat

Beberapa reaksi pengenal protein.

1. Reaksi Biuret

adalah reaksi umum protein (ikatan peptida). Bila protein ditetesi dengan larutan NaOH, kemudian larutan CuSO4 encer (2%) maka akan terbentuk warna ungu. Reaksi ini berdasarkan adanya gugusan peptida.

2. Reaksi Millon

digunakan untuk mengidentifikasi adanya tirosin pada protein. Bila protein yang mengandung tirosin dipanaskan dengan merkuri nitrat Hg(NO3)2 yang mengandung asam nitrit, maka akan terjadi jonjot merah.

3. Reaksi Xantoproteat

menguji protein yang mengandung gugus fenol (cincin benzena). Bila protein yang mengandung cincin benzena ditambah HNO3 pekat dan kemudian dibuat alkalis maka akan terjadi warna kuning.

4. Uji Terhadap Belerang

menguji adanya belerang dalam protein maka ke dalam protein ditambahkan larutan NaOH pekat dan dipanaskan, kemudian ditambahkan Pb(NO3)2. Adanya belerang ditandai terjadinya endapan hitam dari Pbs.

LEMAK

Lemak adalah ester dari gliserol dengan asam-asam karboksilat suku tinggi. Asam penyusun lemak disebut asam lemak

Dari sudut kimia lemak dan minyak adalah sama, merupakan ester dari asam suku

tinggi dengan gliserol (1,2,3-propanatriol), sifat fisisnya lemak berfase padat mengandung asam jenuh, sedang minyak berfase cair mengandung asam tak jenuh (asam oleat), sedang lemak.

Contoh:Asam lemak jenuh

Lemak disebut juga dengan lipida. Lipida merupakan senyawa organik yang terdapat pada jaringan tanaman dan hewan. Lipida larut dalam pelarut-pelarut yang mempunyai

kepolaran rendah seperti kloroform, karbon tetraklorida, dietil eter, atau benzena. Air tidak dapat melarutkan lipida. Beberapa senyawa yang termasuk lipida, antara lain:

Lemak dan minyak

– Lemak dan minyak adalah trigliserida atau trigliserol, artinya triester dari gliserol.

Pada suhu kamar (25 °C) lemak berbentuk padat sedangkan minyak berbentuk cair.

– Minyak dapat dihasilkan dari kelapa, kedelai, bunga matahari, kapas, jagung, kacang tanah, dan sebagainya. Fungsi lipida antara lain sebagai komponen struktural membran sel, bahan bakar, lapisan pelindung, vitamin, dan hormon.

Fosfolipida

Fosfolipida ialah lipida yang mengandung gugus asam fosfat. Salah satu contoh  fosfolipida adalah asam fosfatida. Berbeda dengan lemak/gliserida di mana ketiga

OH pada gliserol diganti dengan asam lemak, maka dalam molekul asam fosfatida hanya terdapat 2 gugus OH yang diganti dengan asam lemak, sedangkan gugus OH yang  ketiga diganti dengan asam fosfat.

Reaksi-Reaksi Lemak dan Minyak

1. Hidrogenasi Minyak

Ikatan rangkap pada minyak dapat dijenuhkan dengan cara hidrogenasi sehingga menjadi lemak padat.

2. Reaksi Penyabunan

Reaksi antara gliserida dengan basa menghasilkan sabun dikenal dengan reaksi penyabunan (saponifikasi).

Sabun yang mengandung logam Na (dari lemak + NaOH) disebut sabun keras (sabun cuci), sedang yang mengandung logam K disebut sabun lunak (sabun mandi).

Untuk menyatakan banyaknya asam yang terkandung dalam lemak digunakan reaksi penyabunan dengan KOH, yang dinyatakan dengan angka penyabunan, yaitu angka yang menunjukkan berapa mg KOH yang digunakan uuntuk menyabunkan 1 gram lemak.

3. Reaksi Hidrolisis

Dengan adanya enzim lipase, lemak atau minyak dapat mengalami hidrolisis oleh air pada suhu kamar.

Nama asam	Jumlah karbon	Titik leleh (0C)
Jenuh Asam laurat Asm miristat Asam palmitat Asam stearat Tidak jenuh Asam oleat Asam Linoleat Asam linolenat	12 14 16 18 18 18 18	44 58 63 70 13 -5 -11

Kegunaan lemak adalah sebagai berikut.

a. Di dalam tubuh, lemak berfungsisebgai sumber energi cadangan dan pelarut vitamin (A, D, E, K) dan zat tertentu.

b. Dalam bidang industri, lemak digunakan untuk membuat sabun dan margarin.

c. Minyak digunakan untuk menggoreng bahan makanan.

Lemak terdapat dalam bahan makanan seperti keju, daging, mentega, susu, dan ikan segar. Lemak dapat bergabung dengan senyawa lain dan disimpan dalam tubuh, misalnya : fosfolipid, glikolipid dan lipoprotein.