Pertemuan12 REAKSI REAKSI SPESIFIK PADA PROTEIN

REAKSI REAKSI SPESIFIK PADA  PROTEIN

Baiklah pada pembahasan kali ini saya akan membahas  mengenai reaksi reaksi spesifik pada protein. Yang akan saya mulai dengan menjelaskan sedikit tentang pengertian asam amino dan protein. Kata protein berasal dari kata protos yang artinya pertama atau utama. Protein ini adalah suatu komponen utama sel hewan atau manusia. Oleh karena sel itu berperan dalam pembentukan dan pertumbuhan tubuh.

Asam amino adalah sembarang senyawa organik yang memiliki gugus fungsion alkarboksil (-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. 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. Di samping 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.

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 ninhidrin karena intensitas warna yang terbentuk pada reaksi ninhidrin ini sebanding dengan konsentrasi asam aminonya maka reaksi ini dapat dipakai untuk analisa kuantitatif. Contohnya: reaksi ninhidrin ini dipakai pada alat analisa otomatik asam amino, suatu alat untuk memisahkan asam amino dengan memakai kolom penukar ion dan ditentukan konsentrasi relatifnya.

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 .

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

                            

Pada umumnya asam amino diperoleh sebagai hasil hidrolisis protein, baik menggunakan enzim maupun dengan menggunakan asam, dengan cara ini diperoleh campuan bermacam-macam asam amino dan untuk menentukan jenis asam amino maupun kualitasnya masing-masing asam amino perlu diadakan pemisahan antara asam-asam amino tersebut. 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. 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 akan  bisa membuat enzim itu tidak dapat berfungsi lagi. 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. Protein dapat terdenaturasi dan daya cerna protein akan menurun oleh penambahan larutan asam dan pemanasan suhu tinggi terhadap bahan makanan terutama bahan makanan yang memiliki kadar protein tinggi misalnya pada ikan.

Ada empat tingkat struktur dasar protein, yaitu struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener.

1.      Struktur primer

terkait mengenai terbentuknya rantai-rantai dengan ikatan-ikatan peptida dimana jumlah, macam, dan cara terkaitnya  (urutan) asam-asam amino mempunyai peranan penting. 2

2.      Struktur sekunder

terkait mengenai  berlilitnya rantai-rantai polipeptida sampai terbentuknya  suatu struktur spiral karena terjadi ikatan hidrogen.

3.      Struktur tersier,

rantai-rantai polipeptida yang berlilit itu bergabung satu dengan yang laindengan pertolongan ikatan yang lemah yakni ikatan hidrogen dan Van Der Wals sampai terbentuknya lapisan, serat atau biji.

4.      Struktur kuartener,

 tidak semua protein mempunyai struktur kuartener, hanya jika protein itu terdisi atas 2 atau 4 rantai polipeptida yang tergabung oleh gaya bukan ikatan kovalen (bukan ikatan peptide atau disulfida).

            Protein seperti asam amino bebas memiliki titik isoelektrik yang berbeda-beda. Titik Isoelektrik (TI) adalah daerah pH tertentu dimana protein tidak mempunyai selisih muatan atau jumlah muatan positif dan negatifnya sama, sehingga tidak bergerak ketika diletakkan dalam medan listrik. Pada pH isoelektrik (pI), suatu protein sangat mudah diendapkan karena pada saat itu muatan listriknya nol. Berdasarkan sifat-sifat yang dimiliki protein, seperti kemampuan membentuk warna dan mengendap ketika bereaksi dengan zat lain dapat digunakan untuk mengetahui keberadaanya pada sampel bahan yang belum diketahui.

Reaksi reaksi spesifik yang terdapat pada protein adalah sebagai berikut:

a. Reaksi Sakaguci

Reaksi sakaguci dilakukan dengan menggunakan pereaksi naftol 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.

b. 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 adalah nitrasi pada inti benzene yang terdapat pada molekul protein. Jadi reaksi ini positif jika mengandung tirosin, fenil alanin dan triptofan.

c. Reaksi Hopkins-Cole

Triptofan dapat berkondensasi dengan beberapa aldehida dengan bantuan asam kuat dan membentuk senyawa yang berwarna. Larutan protein yang mengandung triptofan dapat direasikan dengan pereaksi Hopkins-Cole yang mengandung asam glioksilat. 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. Reaksi Hopkins-Cole memberi hasil positif khas untuk gugus indol dalam protein.

d.Reaksi Biuret

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

PERMASALAHAN.

1.      Fungsi suatu protein selain sebagai bahan makanan, tergantung sepenuhnya pada strukutur tiga dimensionalnya. Jelaskan bagaimana struktur tiga dimensional protein tersebut?

2.      Mengapa pada Reaksi Sakaguci jika ditambahkan dengan gugus guanidin bisa memberikan hasil yang positif?  Jelaskan

3.      Apa perbedaan yang spesifik dari reaksi reaksi protein tersebut?

4.      Pada Reaksi Xantoprotein terjadinya reaksi nitrasi, jelaskan tentang reaksi nitrasi tersebut. Dan mengapa bisa terjadi?