Biokimia Protein

33
Biokimia Protein GudangMateri Update , kali ini materi Protein akan lebih kompleks dari sebelumnya yang saya telah bahas di Uji Protein , namun kali ini lebih mendetail dan makin beragam tes Proteinnya , baiklah kita akan mulai. Tujuan Praktikum Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui struktur, sifat-sifat asam-asam amino, peptide dan protein; mengetahui adanya ikatan peptida maupun sifat-sifat tertentu dari asam amino dengan menggunakan reaksi warna dan mengetahui hasil reaksi pengendapan protein oleh asam, reagen alkaloid, alkohol dan reaksi warna. Tinjauan Pustaka Sebagian besar ilmu kimia organisme hidup menyangkut 5 golongan senyawa utama, yaitu: karbohidrat, lipida, mineral, asam nukleat dan protein. Protein menentukan kebanyakan sifat-sifat yang ditemukan dalam kehidupan. Protein menentukan metabolisme, membentuk jaringan dan membertikan kemungkinan bagai kita untuk bergerak. Protein juga berfungsi mengangkut senyawa-senyawa dan melindungi kita dari penyebaran mikroorganisme yang merugikan. Bahkan sifat-sifat yang diturunkan oleh suatu organisme untuk membentuk bermacam-macam jenis protein dengan kecepatan yang berbeda (Gilvery, 1996). Selain itu proses kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Di samping itu hemoglobin dalam butir darah merah (eritrosit) yang berfungsi mengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh jaringan tubuh adalah salah satu jenis protein (Riawan, 1990). Tumbuhan membentuk protein dari CO2, H2O dan senyawa nitrogen.

Transcript of Biokimia Protein

Page 1: Biokimia Protein

Biokimia Protein

GudangMateri Update , kali ini materi Protein akan lebih kompleks dari sebelumnya yang saya telah bahas di Uji Protein , namun kali ini lebih mendetail dan makin beragam tes Proteinnya , baiklah kita akan mulai.

Tujuan Praktikum

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui struktur, sifat-sifat asam-asam amino, peptide dan protein; mengetahui adanya ikatan peptida maupun sifat-sifat tertentu dari asam amino dengan menggunakan reaksi warna dan mengetahui hasil reaksi pengendapan protein oleh asam, reagen alkaloid, alkohol dan reaksi warna.

Tinjauan Pustaka

Sebagian besar ilmu kimia organisme hidup menyangkut 5 golongan senyawa utama, yaitu: karbohidrat, lipida, mineral, asam nukleat dan protein. Protein menentukan kebanyakan sifat-sifat yang ditemukan dalam kehidupan. Protein menentukan metabolisme, membentuk jaringan dan membertikan kemungkinan bagai kita untuk bergerak. Protein juga berfungsi mengangkut senyawa-senyawa dan melindungi kita dari penyebaran mikroorganisme yang merugikan.

Bahkan sifat-sifat yang diturunkan oleh suatu organisme untuk membentuk bermacam-macam jenis protein dengan kecepatan yang berbeda (Gilvery, 1996). Selain itu proses kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Di samping itu hemoglobin dalam butir darah merah (eritrosit) yang berfungsi mengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh jaringan tubuh adalah salah satu jenis protein (Riawan, 1990).

Tumbuhan membentuk protein dari CO2, H2O dan senyawa nitrogen. Hewan yang memakan tumbuhan mengubah protein nabati menjadi protein hewani. Di samping digunakan untuk pembentukan sel-sel tubuh, protein juga dapat digunakan sebagai sumber energi bila tubuh kita kekurangan karbohidrat dan lemak. Komposisi rata-rata unsur kimia yang terdapat dalam protein ialah sebagai berikut: karbon 50%, hydrogen 7%, oksigen 23%, nitrogen 16%, belerang 0-3% dan fosfor 0-3%. Dengan berpedoman pada kadar nitrogen sebesar 16%, dapat dilakukan penentuan kandungan protein dalam suatu bahan makanan .

Protein memiliki molekul besar dengan berat molekul bervariasi antara 5000 hingga jutaan. Dengan cara hidrolisis oleh asam atau oleh enzim, protein akan menghasilkan asam-asam amino. Ada 20 jenis asam amino yang terdapat dalam molekul protein. Asam-asam amino ini terikat satu dengan lain oleh ikatan peptide. Protein mudh dipengaruhi oleh suhu tinggi, pH, dan pelarut organik (Riawan, 1990)

Page 2: Biokimia Protein

Asam amino adalah senyawa yang mempunyai gugus karbkosil (-COOH) dan gugus amino (-NH2). Rumus umum untuk asam amino adalah:NH2H-C-COOHR

Dari rumus umum tersebut dapat dilihat bahwa atom karbon alfa adalah atom karbon asimetrik, kecuali bila R adalah atom H. Oleh karena itu asam amino memiliki sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi atau aktivitas optik. Oleh karena aton karbon asimetrik, maka molekul asam amino mempunyai dua konfigurasi D dan L. Molekul asam amino dikatakan mempunyai konfigurasi L apabila gugus –NH2 terdapat di sebelah kiri atom karbon alfa. Bila posisi gugus –NH2 di sebelah kanan, molekul asam amino itu memiliki konfigurasi D.

Hal ini seperti konfigurasi D-gliseraldehida yang memiliki gugus –OH di sebelah kanan atom karbon asimetrik. Asam-asam amino yang terdapat pada protein umumnya mempunyai konfigurasi L. Asam amino yang mempunyai konfigurasi D dapat diperoleh dari organisme mikro, misalnya D-asam glutamate dari Bacillus anthracis, D-alanin terdapat pula dalam dinding sel bakteri. D-asam amino dapat pula diperoleh sebagai hasil hidrolisis antibiotic gramisidin atau basitrasin. Konfigurasi asam amino tidak ada hubungannya dengan arah putaran cahaya terpolarisasi (Riawan, 1990).

Sifat-sifat Asam Amino

Seperti yang sudah diutarakan di atas, asam-asam alfa amino bersifat optis aktif kecuali glisin (asam amino asetat). Pada umumnya mereka larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut organic non-polar seperti eter, aseton dan chloroform. Sifat asam amino ini berbeda dengan asam karboksilat maupun dengan sifat amina. Asam karboksilat alifatik maupun aromatic yang terdiri atas beberapa atom karbon umumnya kurang larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. Demikian pula amina pada umumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik (Riawan, 1990).

Apabila asam amino larut dalam air, gugus karboksilat akan melepaskan ion H+, sedangkan gugus amina akan menerima ion H+ sebagaimana yang dituliskan di bawah ini-COOH -COO- + H+-NH2 + H+ -NH3

Oleh adanya kedua gugus tersebut, asam amino dalam larutan dapat membentuk ion yang bermuatan positif dan juga negatif (zwitterions) atau ion amfoter (Riawan, 1990). Bila kadar ion hydrogen meningkat, senyawa tersebut akan bersifat basa karena gugusan karboksilat akan mengikat ion H+ sehingga terbentuklah gugusan COOH yang tidak bermuatan.

Gugusan ammonium akan menyebabkan ion tersebut bermuatan positif (bentuk kation). Sebaliknya zwitterions akan bersifat asam karena gugus ammonium akan melepas ion H+ bila kadar ion H+ menurun, sehingga terbentuklah gugusan ammonium yang tidak bermuatan. Akibatnya molekul tersebut menjadi bermuatan negatif (bentuk anion) (Gilvery, 1996).

Page 3: Biokimia Protein

Dalam suatu sistem elektroforesis yang mempunyai elektroda positif dan negatif, asam amino akan bergerak menuju elektroda yang berlawanan dengan muatan ion asam amino yang terdapat dalam larutan.

Oleh karena muatan itu tergantung pada pH larutan, maka pH larutan dapat diatur sedimikian rupa sehingga ion asam amino tidak bergerak ke arah elektroda positif maupun elektroda negatif dalam sistem elektroforesis. pH yang demikian itu disebut titik isolistrik (Riawan, 1990).

Sebagian dari molekul-molekul mungkin mempunyai muatan negatif, tetapi segera diimbangi oleh molekul-molekul lain dengan muatan positif yang sama banyak: jumlah molekul zwitterions pada titik isolistrik adalah yang paling banyak (Gilvery, 1996).

Pada pH di atas titik isolistrik protein bermuatan negatif, sedangkan di bawah titik isolistrik protein bermuatan positif. Oleh karena itu untuk mengendapkan protein dengan ion logam diperlukan pH larutan di atas titik isolistrik, sedangkan pengendapan dengan ion negatif memerlukan pH di bawah titik isolistrik. Ion-ion positif yang mengendapkan protein antara lain Ag+, Ca++, Zn++, Hg++, Fe++, Cu++ dan Pb++.

Sedangkan ion-ion negatif yang dapat mengendapkan protein ialah ion salisilat, trikloroasetat, pikrat, tanat dan sulfosalisilat. Berdasarkan sifat tersebut putih telur atau susu dapat digunakan sedagat antidote atau penawar racun apabila seseorang keracunan logam berat (Riawan, 1990).

Ditinjau dari strukturnya, protein dapat dibagi dalam dua golongan besar, yaitu golongan protein sederhana dan protein gabungan. Protein sederhana adalah protein yang hanya terdiri atas molekul asam-asam amino, sedangkan protein gabungan adalah protein yang terdiri atas protein dan gugus bukan protein. Gugus ini disebut gugus prostetik dan terdiri atas karbohidrat, lipid atau asam nukleat (Riawan, 1990).

Protein sederhana dapat dibagi dalam dua bagian menurut bentuk molekulnya, yaitu protein fiber dan protein globular. Protein fiber mempunyai bentuk molekul panjang seperti serat atau serabut, sedangkan protein globular berbentuk bulat (Riawan, 1990).

Molekul protein fiber terdiri atas beberapa rantai polipeptida yang memanjang dan dihubungkan satu sama lain oleh beberapa ikatan silang sehingga merupakan bentuk serat atau serabut yang stabil. Sifat umum protein fiber ialah tidak larut dalam air dan sukar diuraikan dengan enzim (Riawan, 1990).

Kolagen adalah suatu jenis protein yang terdapat pada jaringan ikat. Protein ini mempunyai struktur heliks tripel. Kolagen tidak larut dalam air dan tidak diuraikan dengan enzim. Namun kolagen dapat diubah oleh pemanasan dalam air mendidih oleh larutan asam atau basa encer menjadi gelatin yang mudah larut dan mudah dicernakann. Hampir 30% protein tubuh adalah kolagen (Riawan, 1990).

Keratin adalah protein yang terdapat dalam bulu domba, sutera alam, rambut, kulit, kuku. Apabila dipanaskan dengan air mendidih dan diregangkan maka konformasi berubah menjadi lembaran berlipat parallel, karena ikatan hydrogen yang menunjang struktur terputus (Riawan,

Page 4: Biokimia Protein

1990).

Protein globular umumnya berbentuk bulat atau elips dan terdiri atas rantai polipeptida yang berlipat. Pada umumnya gugus R polar terletak di sebelah luar rantai peptida, sedangkan gugus R yang hidrofob terletak di sebelah dalam molekul protein. Protein globular pada umumnya mempunyai sifat dapat larut dalam air, dalam larutan asm dan basa dan etanol. Beberapa jenis protein globular adalah albumin, globulin, histon dan protemin (Riawan, 1990).

Albumin adalah protein yang dapat larut dalam air serta dapat terkoagulasi oleh panas. Larutan albumin dalam air dapat diendapkan dengan penambahan amonium sulfat hingga jenuh. Albumin antara lain terdapat pada serum darah dan bagian putih telur (Riawan, 1990).

Globulin mempunyai sifat sukar larut dalam air murni, tetapi dapat larut dalam larutan garam netral, misalnya larutan NaCl encer. Larutan globulin dapat diendapkan oleh penambahan garam amonium sulfat hingga setengah jenuh. Globulin dapat diperoleh dengan jalan mengekstrasikannya dengan larutan garam (5-10%) NaCl, kemudian ekstrak yang diperoleh diencerkan dengan penambahan air. Seperti albumin, globulin juga dapat terkoagulasi oleh panas. Globulin antara lain tertdapat dalam serum darah, pada otot dan jaringan lain (Riawan, 1990).

Protein gabungan adalah protein yang berikatan dengan senyawa yang bukan protein. Gugus bukan protein ini disebut gugus prostetik. Ada beberapa jenis gabungan antara lain mukoprotein, glikoprotein, lipoprotein dan nucleoprotein (Riawan, 1990).

Reaksi warna untuk asam amino spesifik

Alat dan Bahan

Page 5: Biokimia Protein

Alat - Alat

Tabung reaksiRak tabung reaksiPengangas airAlat vortexGelas ukurPipet tetesGelas pengukurLampu spiritus dan penjepit tabung

Bahan-bahan

Larutan encer protein (albumin)Larutan ZnSO4Asam sulfosalisilat 20%Larutan esbachKalium ferosianida 5%Asam asetat glasialAsam wolframatAsam metafosfatLarutan (NH4)SO4Alkohol pekat, KOH 10%Larutan kasein 2%Larutan ninhidrin 0,1%,Larutan triptofan 0,01%Larutan merkurisulfat 1%Larutan NaNO2Larutan formaldehida encerLarutan H2SO4Larutan HNO3 pekatLarutan amoniakKlorofenol merahNa2CO3 2%HNO3 encerLarutan Na-hipobromidaAsam sulfosalisilatLarutan kasein encerIndikator brom kresel hijauAsam asetat 2%Larutan molibdatGelatinEs batuLarutan amonium sulfat ferosianida.

Cara Kerja

Page 6: Biokimia Protein

Pengendapan

1.1 Pengendapan dengan menggunakan logam berat melalui tahap-tahap sebagai berikut : ke dalam 2 cc larutan encer protein (albumin) ditambahkan setetes demi setetes larutan ZnSO4 encer, setelah itu catat perubahan yang terjadi, kemudian tambahkan pereaksi tersebut sampai berlebihan, endapan yang terjadi akan larut kembali.

1.2 Pengendapan dengan menggunakan pereaksi alkaloid adalah sebagai berikut : ke dalam empat tabung yang berbeda, masing-masing dimasukkan 2 ml larutan encer protein (albumin). Kemudian pada tabung pertama ditambahkan pereaksi 1-2 tetes asam sulfoslisilat 20%, pada tabung kedua ditambahkan esbach sebanyak 2 ml, pada tabung ketiga ditambahkan kalium ferosianida dan 5 tetes asam asetat glasial tetes demi tetes hingga berlebihan, pada tabung keempat ditambahkan asam wolframat dan asam metafosfat hingga terbentuk endapan. Setelah itu amati perubahan yang terjadi pada masing-masing tabung.

1.3 Pengendapan dengan menggunakan garam netral dan alkohol melalui tahap-tahap sebagai berikut: tambahkan (NH4)2SO4 padat ke dalam 5 ml larutan protein encer (albumin). Lama-kelamaan akan terjadi endapan yang jika diencerkan akan larut kembali. Pada tabung yang berbeda, masukkan satu hingga dua tetes larutan protein pekat dan 2 ml alkohol pekat. Endapan yang terjadi akan larut kembali jika diencerkan.

Reaksi warna

2.1 Uji BiuretDua millimeter larutan protein encer (albumin) dalam tabung reaksi dituangi dengan 2 ml KOH 10% (atau 1 ml NaOH 40%). Tambahkan beberapa tetes CuSO4 0,1%, setelah itu amati warnanya.

2.2 Uji NinhidrinKe dalam tabung reaksi yang berisi 4 ml larutan kasein 2% ditambahkan 1 ml larutan 0,1% ninhidrin. setelah divortex, didihkan dengan menggunakan lampu spirtus selama 1 menit. Kemudian dicatat warna yang timbul.

2.3 Uji Triptofan0,4 ml larutan triptofan 0,01% dalam tabung reaksi ditambahkan dengan pereaksi C setelah itu campuran tersebut dipanaskan pada suhu 65oC selama 15 menit dalam penangas air. Kemudian perubahan yang timbul diamati.

2.4 Uji MillonDalam 1 ml larutan protein encer ditambahkan 1 ml larutan merkurisulfat, setelah dipanaskan hingga mendidih, perubahan yang terjadi diamati. Setelah itu didinginkan di bawah air mengalir dan ditambahkan setetes demi setetes laritan NaNO2 1%, kemudian panaskan kembali dan diamati perubahannya.

2.5 Triptofan (Hopkins-Cole)

Page 7: Biokimia Protein

Dituangkan 1 ml larutan protein encer (albumin) dengan 1 ml larutan formaldehida encer pada tabung reaksi. Kemudian ditambahkan 1 ml H2SO4 pekat melalui dinding tabung sehingga terbentuk dua lapisan. Kemudian perubahan yang terjadi diamati dan setelah itu tabung digojok.

2.6 XanthoproteinSebuah tabung reaksi diisi dengan 3 ml larutan protein dan I ml HNO3 pekat, kemudian campuran tersebut dididihkan dan kemudian langsung didinginkan. Isi tabung tersebut dibagi ke dalam dua tabung yang berbeda. Pada salah satu tabung diisi dengan amoniak. Amati perubahan yang terjadi dan dibandingkan.

Semua percobaan uji warna dilakukan pada larutan protein encer (albumin) dan gelatin.

Hidrolisis Protein

3.1 MetaproteinKe dalam tabung reaksi dituangkan 5 ml larutan protein (asam) dan setetes klorofenol merah sehingga larutan menjadi kuning. Kemudian ditambahkan Na2CO3 2% hingga tercapai titik isolistrik (pada pH 5,4 dan warna larutan menjadi merah muda). Perubahan yang terjadi diamati. Setelah itu larutan dibagi menjadi dua tabung. Tabung pertama dimasak dan kemudian dibagi menjadi dua tabung lagi. Tabung yang pertama dari tabung yang pertama dituangi satu tetes HNO3 encer dan tabung kedua dari tabung pertama dituangi dengan 1 hingga 2 tetes Na2CO3. Kemudian dicatat perubahan kelarutannya. Tabung kedua ditambahkan Na2CO3 secara berlebihan dan kemudian dicatat perubahnnya.

3.2 ProteosaKe dalam beberapa ml larutan protein encer (albumin) tambahkan larutan (NH4)2 SO2 hingga jenuh dan kemudian didihkan. Pisahkan endapan yang terjadi kemudian endapan dilarutkan dengan air panas dan digojok. 1 ml larutan itu diuji dengan menggunakan uji biuret dan sisa filtratnya diuji dengan panas dan ferosianida.

Perbedaan sifat bermacam-macam protein

4.1 Albumin dan GlobulinKe dalam dua tabung reaksi yang masing-masing berisi 2 ml serum encer ditambahkan 1 sampai 2 tetes asam sulfosalisilat pada tabung pertama dan 1 tetes klorofenol merah pada tabung yang kedua. Kemudian warna endapan yang terjadi dicatat. Pada tabung kedua ditambahkan asam asetat 2% dengan hati-hati hingga warna larutan hilang. Kemudian tabung kedua tersebut dimasak. Maka akan terjadi endapan. Setelah itu tabung kedua didinginkan. Larutan tadi dibagi ke dalam dua tabung yang berbeda. Pada tabung pertama ditambahkan 2 ml asam nitrat encer dan pada tabung kedua ditambahkan 2 ml Na2CO3 encer. Perubahan yang terjadi diamati.

4.2 KaseinKe dalam sebuah tabung reaksi yang berisi 5 ml larutan kasein encer yang alkalis ditambahkan indicator brom kresel hijau. Kemudian setetes demi setetes asam asetat 2% ditambahkan hingga warna larutan menjadi agak kehijau-hijauan. Endapan yang terjadi dicatat.

Page 8: Biokimia Protein

4.3 Uji Newman terhadap P dalam KaseinKe dalam tabung reaksi yang berisi 2 ml kasein dituangkan 5 tetes HNO3 pekat dan 10 tetes H2SO4 pekat. Kemudian tabung dipanaskan pada lampu spirtus hingga keluar asap putih. Amati perubahan warna yang terjadi. Jika masih berwarna coklat atau hitam, maka dengan hati-hati asam sulfat pekat dialirkan melalui dinding tabung secara hati-hati. Kemudian larutan dipanaskan kembali hingga tidak berwarna. Tabung didinginkan dan sesudah itu ditambahkan ammonium molibdat 2 ml. Setelah itu panaskan hingga 10 menit dan catat warna endapan yang terjadi.

4.4 GelatinSedikit gelatin dicampurkan dengan 10 ml air dalam sebuah tabung. Campuran tersebut digojok hingga homogen. Setelah itu larutan dimasah pada penangas air selama 10 menit. Dan sesudah itu larutan didinginkan dalam es batu. Kemudian, gelatin diambil sebanyak 5 ml dan di tambahkan 1 ml ammonium sulfat ferosianida dan asam asetat beberapa tetes. Amati perubahan yang terjadi.

Sesudah itu, gelatin yang tersisa dilakukan uji warna dan penambahan ammonium sulfat padat.

Hasil Pengamatan

Pengendapan

1.1 Dengan menggunakan logam berat

Tabung 1. Larutan yang terjadi keruh setelah ditetesi sebanyak 13 kali dan warna endapannya menjadi putih encer. Setelah tetesan yang ke -50 endapan putih hilang dan warna larutan menjadi bening.

Tabung 2. larutan menjadi keruh dan terjadi endapan putih setelah ditetesi 10 tetes, setelah tetesan ke 40 larutan menjadi bening namun masih terdapt endapan.

Albumin dengan kasein akan mengalami pengendapan karena mengalami titik isolistrik akibat reaksi antara albumin dan kasein (basa sehingga laritan bermuatan negatif) dengan Zn mengakibatkan terjadinya denaturasi dan koagulasi. Warna keruh disebabkan karena terjadi ikatan antara Zn dengan albumin menjadi Zn proteinat, Zn dapat menjenuhkan larutan hingga pH larutan berada di atas pH isolistrik sehingga gumpalan larut kembali. Hal ini sesuai dengan dasar teori yang dikemukakan oleh Riawan (1990), yang menyatakan bahwa logam berat dapat mengendapkan protein dengan cara menaikkan pH di atas titik isolistrik.

1.2 Pengendapan dengan garam netral dan alkohol

Tabung 1. sebelum dikocok, ada endapan albumin di dasar tabung dan setelah dikocok, endapan larut kembali

Tabung 2. warna larutan menjadi keruh setelah larutan albumin dicampur dengan alcohol panas. Setelah tetesan aquades yang ke 70, warna larutan menjadi agak bening

Page 9: Biokimia Protein

Albumin mengalami denaturasi akibat adanya pengocokan dengan kuat. Denaturasi adalah perubahan dalam struktur sekunder, tersier dan kkuartener dari suatu protein, baik itu dalam bentuk enzim maupun hormon. Karena ikatan peptide tidak pecah, maka struktur primer tidak terganggu. Selain dengan pengocokan yang kuat, denaturasi juga bias terjadi melalui kondisi adanya penambahan larutan organik, garam dari logam berat, larutan urea dan lain-lain. Pada percobaan di atas, albumin mengalami denaturasi sebab garam netral yang digunakan (ammonium sulfat) dan senyawa organic (alkohol pekat) bersifat higroskopis yang dapat mengikat air. Molekul air dalam albumin diikat oleh garam dan alcohol pekat sehingga albumin tersebut menggumpal. Setelah pengocokan kuat dan penambahan aquades, endapan akan larut kembali karena albumin sudah mendapatkan molekul air dari aquades yang ditambahkan. Hal ini sesuai dengan tinjauan pustaka yang menyatakan bahwa salah satu sifat protein adalah mengalami denaturasi dan koagulasi.

1.3 Pengendapan dengan menggunakan alkaloid

Tabung 1. Pada hasil percobaan, warna larutan menjadi berwarna putih susu.Tabung 2. Pada hasil percobaan, terjadi endapan berwarna kuning.Tabung 3. Terjadi endapan putihTabung 4. Terjadi endapan dengan asam wolframat tetes

Albumin akan mengalami pengendapan karena mengalami titik isolistrik akibat reaksi antara albumin degan ion-ion negatif mengakibatkan terjadinya denaturasi dan koagulasi. Warna keruh disebabkan karena terjadi ikatan antara ion salisilat dengan albumin, ion-ion negatif dapat menjenuhkan larutan hingga pH larutan berada di bawah pH isolistrik sehingga gumpalan larut kembali. Hal ini sesuai dengan dasar teori yang dikemukakan oleh Riawan (1990), yang menyatakan bahwa logam berat dapat mengendapkan protein dengan cara menurunkan pH di bawah titik isolistrik.

Reaksi Warna

2.1 Uji Biuret

Uji Biuret pada gelatin

Setelah 10 tetes mulai berubah warna (terbentuk cincin ungu), setelah pemberian 13 tetes CuSO4 mulai terdapat cincin ungu di permukaan tabung.

Terjadinya cincin ungu terbentuk dari ikatan antara Cu dan N, unsur N terdapat pada peptida; menghasilkan CuN yang terjadi dalam suasana basa (melalui penggunaan KOH atau NaOH). Makin panjang suatu ikatan peptida, maka warna ungu yang terbentuk makin jelas dan makin tua. Pada hasil percobaan, apabila tabung reaksi digoyang maka cincin ungunya akan hilang menyebar yang berarti ikatan peptidanya lepas dan tidak kuat. Uji biuret berlaku untuk senyawa yang mempunyai ikatan peptida lebih dari satu. Hasil percobaan ini sesuai dengan tinjauan pustaka Riawan (1990) yang menyatakan bahwa protein memiliki ikatan peptida yang ditunjukkan dengan adanya cincin ungu.

Page 10: Biokimia Protein

Uji Biuret pada albumin

Setelah pemberian KOH 10%, terjadi gumpalan putih susu. Setelah penambahan CuSO4 mulai terdapat cincin ungu muda di permukaan tabung.

Terjadinya cincin ungu terbentuk dari ikatan antara Cu dan N, unsur N terdapat pada peptida; menghasilkan CuN yang terjadi dalam suasana basa (melalui penggunaan KOH atau NaOH). Makin panjang suatu ikatan peptida, maka warna ungu yang terbentuk makin jelas dan makin tua. Pada hasil percobaan, apabila tabung reaksi digoyang maka cincin ungunya akan hilang menyebar yang berarti ikatan peptidanya lepas dan tidak kuat. Uji biuret berlaku untuk senyawa yang mempunyai ikatan peptida lebih dari satu. Hasil percobaan ini sesuai dengan tinjauan pustaka Gilvery (1996) yang menyatakan bahwa protein memiliki ikatan peptida yang ditunjukkan dengan adanya cincin ungu.

2.2. Uji Millon

Uji Millon pada gelatin

Sebelum penambahan larutan NaNO3 tidak terdapat endapan dan tidak terjadi perubahan warna. Setelah penambahan warna larutan menjadi putih dan tidak ada endapan

Percobaan ini kurang berhasil karena seharusnya Hg yang terdapat pada HgSO4 berikatan dengan NaNO3 membentuk kompleks warna merah. Kegagalan percobaan ini mungkin karena pipet yang digunakan kurang bersih atau sudah terkontaminasi dengan larutan lain. Penambahan tetes NaNO3 mungkin juga tidak sama dengan prosedur yang seharusnya dilakukan. Pada percobaan yang benar, seharusnya tidak terdapat warna merah yang merupakan indikasi adanya asam amino tirosin. Karena protein yang digunakan adalah gelatin dan gelatin tidak mengandung asam amino tersebut, maka uji Millon tersebut berhasil negatif.

Uji Millon pada albumin

Sebelum penambahan larutan NaNO3 tidak terdapat endapan dan tidak terjadi perubahan warna. Setelah penambahan warna larutan menjadi putih keruh dan ada endapan berwarna merah.

Pada percobaan terdapat warna merah yang merupakan indikasi adanya asam amino tirosin. Endapan merah yang terjadi tersebut karena merkuri berikatan dengan hiroksi dari albumin menjadi HgNO3. Karena protein yang digunakan adalah albumin dan albumin mengandung asam amino tersebut, maka uji Millon tersebut berhasil positif. Hal ini sesuai dengan tinjauan pustaka Harper (1980) yang menyatakan bahwa reaksi warna Millon bertujuan untuk mengetahui adanya asam amino tirosin yang ditandai adanya warna endapan merah.

2.3 Uji Hopskin Cole

Uji Hopskin Cole pada gelatin

Page 11: Biokimia Protein

Pada hasil percobaan, sebelum tabung reaksi digojog, terbentuk cincin ungu. Setelah digojok, cincin ungu memudar dan warna larutan menjadi bening.

Uji Hopskin Cole bertujuan untuk mengetahui apakah dalam suatu zat dan senyawa terdapat asam amino triptofan atau tidak. Pada percobaan ini terdapan warna ungu yang merupakan indikasi adanya gugus triptofan pada gelatin. Untuk mengetahui apakah terdapat asam amino ini, dengan penambahan formaldehida, aldehid akan berikatan dengan gugus indol asam amino triptofan membentuk cincin ungu. Percobaan ini sesuai dengan tinjauan pustaka Harper, 1980 yang menyatakan bahwa reaksi warna Hopskin Cole, bertujuan untuk mengetahui adanya gugus triptofan yang jika berhasil positif, maka akan menunjukkan indikasi warna ungu.

Uji Hopskin Cole pada albumin

Pada hasil percobaan, sebelum tabung reaksi digojog, terbentuk cincin ungu yang tipis. Setelah digojok, terdapat endapan yang berwarna bening ungu.

Uji Hopskin Cole bertujuan untuk mengetahui apakah dalam suatu zat dan senyawa terdapat asam amino triptofan atau tidak. Pada percobaan ini terdapan warna ungu yang merupakan indikasi adanya gugus triptofan pada albumin. Untuk mengetahui apakah terdapat asam amino ini, dengan penambahan formaldehida, aldehid akan berikatan dengan gugus indol asam amino triptofan membentuk cincin ungu. Percobaan ini sesuai dengan tinjauan pustaka Harper, 1980 yang menyatakan bahwa reaksi warna Hopskin Cole, bertujuan untuk mengetahui adanya gugus triptofan yang jika berhasil positif, maka akan menunjukkan indikasi warna ungu.

2.4 Uji Xanthoprotein

Uji Xanthoprotein pada gelatin

Pada hasil percobaan terdapat endapan putih setelah dilakukan pemanasan. Pada tabung pertama yang ditambah dengan amoniak, warna larutan menjadi berwarna kuning, sedangkan tabung kedua yang tidak ditambah amoniak tidak berwarna.

Pada dasarnya, uji Xanthoprotein bertujuan untuk mengetahui adanya gugus aromatic (benzene) yang berupa asam amino tirosin, triptofan dan fenilalanin. Pada uji ini terbentuk warna kuning yang merupakan indikator adanya asam amino-asam amino tersebut. Hal ini sesuai dengan dasar teori dan tinjauan pustaka Harper, 1980 yang menyatakan bahwa reaksi warna Xanthoprotein bertujuan untuk mengetahui adanya gugus aromatik asam amino yang memiliki gugus aromatik (benzene) yang ditunjukkan dengan adanya warna kuning.

Uji Xanthoprotein pada albumin

Pada hasil percobaan terdapat endapan putih susu setelah dilakukan pemanasan. Pada tabung pertama yang ditambah dengan amoniak, warna larutan menjadi berwarna kuning, sedangkan tabung kedua yang tidak ditambah amoniak tidak berwarna.

Pada dasarnya, uji Xanthoprotein bertujuan untuk mengetahui adanya gugus aromatic (benzene)

Page 12: Biokimia Protein

yang berupa asam amino tirosin, triptofan dan fenilalanin. Pada uji ini terbentuk warna kuning yang merupakan indikator adanya asam amino-asam amino tersebut. Hal ini sesuai dengan dasar teori dan tinjauan pustaka Harper, 1980 yang menyatakan bahwa reaksi warna Xanthoprotein bertujuan untuk mengetahui adanya gugus aromatik asam amino yang memiliki gugus aromatik (benzene) yang ditunjukkan dengan adanya warna kuning.

2.5 Uji Molisch

Uji Molisch pada gelatin

Pada hasil percobaan tidak terdapat cincin ungu, warna yang terjadi malah hijau tua

Uji Molisch bertujuan untuk mengetahui adanya sakarida dan glikosida pada suatu senyawa protein. Hasil yang positif seharusnya berwarna ungu. Pada hasil percobaan, warna yang terjadi adalah hijau tua yang kemungkinan terjadi kontaminasi pipet atau gelatin yang digunakan terlalu sedikit sehingga tidak tercapai efek yang diinginkan. Kadar karbohidrat dalam gelatin sedikit. Karbohidrat dengan penambahan asam pekat mengalami dehidrasi menjadi furfural. Jika furfural ditambahkan Molisch (α-naphto) akan mengalami kondensasi yang membentuk cincin ungu. Hal ini sesuai dengan tinjauan pustaka yang digunakan (Harper, 1980) yang menyatakan bahwa uji Molisch memberikan reaksi warna jika direaksikan dengan protein yag mengandung gugus sakarida.

Uji Molisch pada albumin

Pada hasil percobaan setelah ditambah dengan reagen molisch terjadi perubahan warna coklat susu di bawahnya terjadi endapan putih. Selain itu terdapat endapan ungu kehitamanUji Molisch bertujuan untuk mengetahui adanya sakarida dan glikosida pada suatu senyawa protein. Hasil yang positif seharusnya berwarna ungu. Pada hasil percobaan, warna yang terjadi. Karbohidrat dengan penambahan asam pekat mengalami dehidrasi menjadi furfural. Jika furfural ditambahkan Molisch (α-naphto) akan mengalami kondensasi yang membentuk cincin ungu. Hal ini sesuai dengan tinjauan pustaka yang digunakan (Harper, 1980) yang menyatakan bahwa uji Molisch memberikan reaksi warna jika direaksikan dengan protein yag mengandung gugus sakarida.

Perbedaan sifat protein

Albumin dan globulin

Tabung 1. Pada hasil percobaan larutan yang terjadi adalah keruh dan terdapat endapan berwarna putihTabung 2. Setelah penambahan klorofenol red, warna larutan menjadi merah hatiTabung A. Setelah penambahan asam asetat 2% dan penambahan asam nitrat 2 ml, larutan menjadi kuning keruh dan endapan yang terjadi tidak larut kembaliTabung B. Setelah penambahan asam asetat 2% dan penambahan Na2CO3 encer, larutan menjadi keruh dan ada endapan yang tidak larut.

Page 13: Biokimia Protein

Serum adalah gabungan dari albumin dan globulin. Asam sulfosalisilat adalah alkaloid yang bersifat asam dan mengikat protein. Pada albumin, kelarutan protein rendah sehingga mengendap. Pada tabung kedua penambahan klorofenol pada serum yang mengakibatkan perubahan warna larutan menjadi merah hati menunjukkan bahwa pH serum bersifat basa. Klorofenol merupakan indicator pH yang akan berubah warna merah jika larutan bersifat basa dan akan berwarna kuning jika larutan bersifat asam. Pada tabung A maupun B terjadi endapan hasil pemanasan yang tidak larut dalam kedua asam yang digunakan (asam nitrat dan Na2CO3). Endapan tersebut disebut koagulan. Sifat protein yang mengalami koagulasi (denaturasi protein y ang bersifat irreversible dan permanent) sesuai dengan tinjauan pustaka yang menyatakan bahwa protein memiliki sifat dapat mengalami koagulasi.

Kasein

Dengan penambahan asam asetat sebanyak 14 tetes tidak terjadi perubahan warna dan tidak terjadi endapan.

Uji Newman terhadap kasein

Setelah dipanaskan di atas api, larutan menjadi bening dan mengeluarkan asap putih Larutan menjadi tiga lapis yaitu dari atas ke bawah : bening, putih dan kuning. Setelah didinginkan dan ditambah dengan ammonium molibdat mengeluarkan warna kuning kehijauan.

Bromkresol hijau merupakan indikator asam basa yang jika ditempatkan pada lingkungan sedikit asam ataupun basa maka akan berwarna hijau dan jika ditempatkan di lingkungan asam akan berwarna kuning. Tujuan dari penambahan asam asetat dan NaOH encer adalah untuk menggumpalkan kasein pada pH isolistriknya (sekitar 4,6) NaOH yang bersifat basa dan asam asetat yang bersifat asam akan menyebabkan kasein menemukan pH isolistriknya.

Pada uji Newman terhadap kasein, kasein mengalami denaturasi dengan penambahan HNO3 dan H2SO4. Ketika dipanaskan larutan akan mengeluarkan asap, fosfor yang terlepas dari kasein menyebabkan ia menjadi asam fosfat yang berwarna kuning.

Reaksi pengendapan gelatin cair

Pada hasil percobaan terdapat endapan gelatin

Gelatin mengalami denaturasi setelah ditambahi ammonium sulfat atau kalium ferrosianida. Ammonium sulfat adalah salah satu garam yang bersifat higroskopis yang dapat menyerap air.

Kesimpulan

Protein dapat memberikan reaksi pengendapan untuk logam berat, alkohol pekat, garam dan reagen-reagen alkaloid untuk dasar reaksi penetralan muatan, denaturasi, penarikan gugus air dan titik isolistriknya. Terdapat reaksi-reaksi spesifik untuk protein yang dapat digunakan untuk identifikasi kandungan protein antara lain uji biuret yang bertujuan untuk menunjukkan adanya ikatan peptide, reaksi millon yang spesifik untuk tiroksin (gugus hidroksifenol) dan reaksi

Page 14: Biokimia Protein

triptofan hopskin cole yang spesifik untuk triptofan.

Melalui percobaan tersebut dapat diketahui adanya sifat-sifat protein yaitu mengendap dengan reagen esbach, mengendap dengan alkohol pekat, memberi hasil positif terhadap reaksi biuret. Dalam suasana basa, protein bermuatan negatif dan sebaliknya, dalam suasana asam, protein bermuatan positif.

Denaturasi dapat terjadi karena pemanasan dan penambahan asam atau basa. Mekanisme penyakit dapat dijelaskan dengan pendekatan biokimia.

Daftar Pustaka

Gilvery, et al. 1996. Biokimia suatu pendekatan fungsional. Edisi 3. Airlangga University Press: Surabaya

Harper, et al. 1980. Biokimia (Review of Physiological Chemistry). Edisi 17. EGC: Jakarta

Riawan, S. 1990. Kimia Organik.Edisi 1. Binarupa Aksara: Jakarta

http://yukiicettea.blogspot.com/2009/10/biochemistry-laporan-biokimia-protein.html

Protein

Posted by Admin on Saturday, June 6, 2009

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar belakangProtein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-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, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (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.

Page 15: Biokimia Protein

Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. http://www.blogger.com/moderate-comment.g?blogID=6973991885859588855Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Komposisi ProteinProtein terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan, dalam beberapa kasus, belerang. Protein adalah satu-satunya yang mengandung gizi nitrogen, sebuah fakta yang menjadikannya kedua penting dan berpotensi beracun.Asam amino merupakan blok bangunan lebih besar struktur molekul protein. Beberapa dari asam amino ini dapat synthesized lain dari asam amino (disebut sebagai nonessential asam amino), sementara beberapa harus diperoleh dari makanan kami makan (disebut sebagai asam amino essensial).Setelah terhubung dalam rantai protein, asam amino individu yang disebut sebagai residu, dan rangkaian terkait karbon, nitrogen, dan oksigen atom dikenal sebagai rantai utama atau tulang punggung protein.2.2 Struktur ProteinStruktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat). Struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Sementara itu, struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:• alpha helix (α-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral; • beta-sheet (β-sheet, "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H); • beta-turn, (β-turn, "lekukan-beta"); dan • gamma-turn, (γ-turn, "lekukan-gamma").

Gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder akan menghasilkan struktur tiga dimensi yang dinamakan struktur tersier. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. Contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam

Page 16: Biokimia Protein

kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer, (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan spektrometri massa.Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah.Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional.Kekurangan ProteinProtein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh. Setiap orang dewasa harus sedikitnya mengkonsumsi 1 g protein pro kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan atlet.atlet.Struktur protein dapat diketahui dengan kristalografi sinar-X atau pun spektroskopi NMR. Namun, kedua metode tersebut sangat memakan waktu dan relatif mahal. Sementara itu, metode sekuensing protein relatif lebih mudah mengungkapkan sekuens asam amino protein. Prediksi struktur protein berusaha meramalkan struktur tiga dimensi protein berdasarkan atas sekuens asam aminonya. Dengan perkataan lain, prediksi tersebut meramalkan struktur sekunder dan struktur tersier berdasarkan atas struktur primer protein. Metode prediksi struktur protein yang ada saat ini dapat dikategorikan ke dalam dua kelompok, yaitu metode pemodelan protein komparatif dan metode pemodelan de novo. Pemodelan protein komparatif (comparative protein modelling) meramalkan struktur suatu protein berdasarkan atas struktur protein lain yang telah diketahui. Salah satu penerapan metode ini adalah homology modelling, yaitu prediksi struktur tersier protein berdasarkan atas kesamaan struktur primer protein. Pemodelan homologi didasarkan atas teori bahwa dua protein yang homolog memiliki struktur yang sangat mirip satu sama lain. Pada metode ini, struktur suatu protein yang disebut dengan protein target, ditentukan berdasarkan atas struktur protein lain atau protein templet, yang telah diketahui dan memiliki kemiripan sekuens dengan protein target tersebut. Selain itu, penerapan lain pemodelan komparatif ialah protein threading yang didasarkan atas kemiripan struktur tanpa kemiripan sekuens primer. Latar belakang protein threading ialah bahwa struktur protein lebih dikonservasi daripada sekuens protein selama evolusi; daerah-daerah yang penting bagi fungsi protein dipertahankan strukturnya. Pada pendekatan ini, struktur yang paling kompatibel untuk suatu sekuens asam amino dipilih dari semua jenis struktur tiga

Page 17: Biokimia Protein

dimensi protein yang ada. Metode-metode yang tergolong dalam protein threading berusaha menentukan tingkat kompatibilitas tersebut.Struktur protein dapat ditentukan dari sekuens primernya tanpa membandingkan dengan struktur protein lain berdasarkan pendekatan de novo atau ab initio. Terdapat banyak kemungkinan dalam pendekatan ini, misalnya dengan menirukan proses pelipatan (folding) protein dari sekuens primernya menjadi struktur tersiernya (misalnya dengan simulasi dinamika molekular), atau dengan optimisasi global fungsi energi protein. Prosedur-prosedur ini cenderung membutuhkan proses komputasi yang intens sehingga saat ini hanya digunakan dalam menentukan struktur protein-protein kecil.

Berdasarkan struktur molekulnya, protein dapat dibagi menjadi 3 golongan utama, yaitu :1. Protein Bentuk Serabut (fibrous)Protein bentuk serabut terdiri atas beberapa rantai peptida berbentuk spiral yang terjalin satu sama lain sehingga menyerupai batang yang kaku. Karakteristik protein serabut adalah rendahnya daya larut, mempunyaikekuatan mekanis yang tinggi dan tahan terhadap enzim pencernaan. Protein ini terdapat dalam unsur-unsur struktur tubuh (kolagen, elastin, keratin, dan myosin).2. Protein GlobularProtein globular berbentuk bola, terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein ini larut dalam larutan garam dan asam encer, mudah berubah dibawah pengaruh suhu. Yang termasuk dalam protein globular adalah (Albumin, Globulin, Histon, dan Protamin).3. Protein KonjugasiProtein konjugasi adalah protein sederhana yang terikat dengan bahan-bahan non asam asam amino. Yang termasuk dalam protein globular adalah (Nukleoprotein, Lipoprotein, Fosfoprotein dan Metaloprotein)2.3 Fungsi ProteinProtein dalam makanan akan terlibat dalam pembentukan jaringan protein dan berbagai fungSi metabolisme yang spesifik.•Pertumbuhan (untuk anak) dan pemeliharaan (untuk orang dewasa)Protein iubah menjadi asam amino yang diperlukan untuk membangun dan mempertahankan jaringan tubuh.•Pembentukan ikatan-ikatan essensial tubuh•Mengatur keseimbangan air•Memelihara netralitas tubuh•Pembentukan antibodyProtein ikut serta dalam fungsi Sistem kekebalan tubuh.•Mengangkut zat-zat gizi•Sumber energy

Hormon adalah pengantar zat kimia yang disatukan dan dikeluarkan oleh jaringan (kelenjar) endokrin dan mengangkut darah ke jaringan atau organ-organ pengikat ke sel yang peka terhadap rangsangan protein.Enzim adalah molekul protein ( yang ditunjukan akhiran ase ) berlaku sebagai katalisator untuk perubahan timngkat reaksi yang terjadi di dalam tubuh. Enzim di golongkan menurut jenis reaksi

Page 18: Biokimia Protein

mengkatalisasinya contoh :-Hidrolases membelah campuran.-Isomerases memindahkan atom dalam suatu molekul.-Ligases ( synthases ) bergabung dnegan campuran.-Oxidereductases memindahkan electron.-Transverases pindahkan golongan fungsional

2.4 Kekurangan ProteinProtein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh. Setiap orang dewasa harus sedikitnya mengkonsumsi 1 g protein pro kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan atlet.atlet.Kekurangan Protein bisa berakibat fatal:a. Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein -Keratin) b. Yang paling buruk ada yang disebut dengan [[Kwasiorkor], penyakit kekurangan protein. Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung lapar, yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem.Simptom yang lain dapat dikenali adalah: • hipotonus • gangguan pertumbuhan • hati lemak c. Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian. 2.5 Sumber Protein • Daging • Ikan • Telur • Susu, dan produk sejenis Quark • Tumbuhan berbji • Suku polong-polongan • Kentang Studi dari Biokimiawan USA Thomas Osborne Lafayete Mendel, Profesor untuk biokimia di Yale, 1914, mengujicobakan proteinkonsumsi dari daging dan tumbuhan kepada kelinci. Satu grup kelinci-kelinci tersebut diberikan makanan protein hewani, sedangkan grup yang lain diberikan protein nabati. Dari eksperimennya didapati bahwa kelinci yang memperoleh protein hewani lebih cepat bertambah beratnya dari kelinci yang memperoleh protein nabati. Kemudian studi selanjutnya, oleh McCay dari Universitas Berkeley menunjukkan bahwa kelinci yang memperoleh protein nabati, lebih sehat dan hidup dua kali lebih lama.

2.6 Crude Protein dan True Protein

Page 19: Biokimia Protein

Secara umum, ada 3 jenis komponen organik yang utama dalam setiap formulasi diet / pakan hewan ruminansia. Ketiga komponen tersebut adalah Karbohidrat (misal: celulosa dan zat tepung), lipid (lemak dan minyak), serta protein. Protein dapat kita bagi menjadi 2 kelas utama, yaitu Protein Kasar (Crude Protein) dan Protein Sejati (True Protein). Protein Sejati tersusun atas asam amino (Amino Acids) berantai panjang dan setiap Protein-nya menjadi berbeda karena tersusun atas 20 Asam Amino yang urutan-nya unik (gambar 1).

Gambar 1: Diagram skematik dari Protein Sejati. Setiap protein memiliki karakteristik yang unik karena bentuk dan urutan asam amino-nya. Kebanyakan protein terdiri dari beberapa ratus sampai sekian ribu rantai asam amino (Dairy Research & Technology Centre, University of Alabama)

Di dalam laboratorium pakan, protein dipisahkan dari karbohidrat dan lipid karena kandungan nitrogen (N) pada protein tersebut – secara umum, protein pakan biasanya mengandung 16% N. Pemisahan ini memungkinkan peneliti untuk mengestimasi kandungan protein dari sebuah bahan pakan dengan cara melakukan pengukuran terhadap kandungan N-nya untuk kemudian dikalikan dengan bilangan 6.25 (perbandingan terbalik dari 16%). Meskipun demikian, tidak semua N di dalam bahan pakan adalah protein, N yang bukan protein disebut Non-protein Nitrogen (NPN). NPN dapat kita temukan dalam komponen pakan seperti urea, garam ammonium dan asam amino tunggal. Oleh sebab itu, nilai yang didapat dari hasil perkalian total N dengan 6.25 biasa disebut Protein Kasar (Crude Protein; CP)Penguraian Protein Sekian persen dari protein kasar yang terdapat di dalam bahan pakan yang di konsumsi oleh sapi (disebut juga Intake Protein) di uraikan oleh mikroba di dalam rumen sapi. Pada sistem NRC (National Research Centre - badan di Amerika yang mengeluarkan standar dan tabel kebutuhan nutrisi ternak) hal ini di beri nama Degradable Intake Protein (DIP).Pada True Protein yang berbeda, kecepatan penguraian-nya tidak sama. Beberapa jenis dapat diuraikan secara penuh hanya dalam waktu 30 menit setelah mencapai rumen, sedangkan jenis lainnya dapat memakan waktu beberapa hari sebelum dapat di uraikan. Bandingkan dengan komponen NPN pada Protein Kasar yang dapat diuraikan dengan seketika ketika memasuki rumen.Karena protein pada bahan pakan yang dapat terurai dengan cepat kebanyakan memiliki sifat mampu larut (soluble), pengukuran protein terlarut (soluble protein) pada skala laboratorium dapat dianggap menunjukkan proporsi dari protein kasar yang terurai, yang mana protein tersebut adalah zat yang paling cepat diuraikan di dalam rumen.Meskipun begitu, sangat penting untuk selalu di ingat bahwa beberapa sumber protein terlarut (mis: tepung darah) relatif terurai lebih lambat.Pada gambar 2 dibawah, hasil keluaran dari pengurain DIP (sebagian besar adalah ammonia dan asam amino) digunakan untuk pembuatan sel mikroba untuk menggantikan sel sel mikroba lain yang tersapu bersama bahan pakan lain dari rumen, dan terutama, menuju usus kecil (small intestine).

Gambar 2: Aliran protein pada sapi laktasi. (Dairy Research & Technology Centre, University of Alabama).

Page 20: Biokimia Protein

Pada saat protein sedang diuraikan di dalam rumen, sisa bakan pakan (feed residue) juga mengalir keluar dari rumen menuju omasum, abomasum untuk selanjutnya tiba di usus kecil. Oleh sebab itu, manakala kecepatan penguraian protein (di dalam rumen) kalah cepat dengan aliran keluar sisa bahan pakan, bahan protein tersebut lolos dari penguraian mikroba rumen.Hal ini disebut protein lepas (escape atau bypass protein). NRC menyebutnya sebagai UIP (undegradable intake protein).

2.7 Pelepasan akan Meningkat Linear dengan Asupan Pakan Pada bahan pakan yang merupakan bahan protein lambat terurai, makin lambat tingkat perjalanan bahan (passage rate) tersebut melalui rumen, mikroba semakin memiliki kesempatan untuk menguraikan bahan tersebut dan membuat nilai UIP makin kecil (gambar 3). Yang perlu di ingat, passsage rate akan meningkat manakala asupan makanan ditingkatkan. Oleh sebab itulah, nilai UIP akan lebih rendah manakala sumber bahan pakan protein lepas seperti tepung sereal jagung (corn gluten meal) diberikan pada sapi masa kering yang mengkonsumsi bahan kering (dry matter) sebanyak 2% bobot tubuh, dibandingkan sapi laktasi yang mengkonsumsi dua kali lebih banyak (4% bobot tubuh). Karena tempo dan irama penyimpanan rumen akan mempengaruhi tingkat kemampuan urai dari rumen, nilai pelepasan dari sebuah bahan pakan tidak konstan, tapi akan berubah ubah seiring dengan tingkat asupan pakan.

Gambar 3: Penguraian sangat tergantung pada dua hal, sifat alamiah bahan pakan dan lamanya bahan tersebut di dalam rumen. Ketika asupan pakan (feed intake) dan kecepatan perjalanan pakan dari rumen meningkat, lama penyimpanan bahan dalam rumen dan penguraian oleh mikroba berkurang. (Dairy Research & Technology Centre, University of Alabama).

2.8 Ketercernaan ProteinSekitar 80-85% mikroba pengurai protein dan UIP yang mengalir keluar dari rumen dicerna di usus kecil. Bagaimanapun, UIP dari berbagai jenis bahan pakan kebanyakan memiliki daya cerna yang rendah. Khususnya pada bahan hijauan pakan dan limbah produksi pertanian yang telah mengalami proses pemanasan yang tinggi mengandung protein yang telah rusak oleh panas (heat damaged protein) yang di laboratorium pakan disebut sebagai ADIN (acid detergent insoluble nitrogen). Meskipun pada beberapa bahan pakan yang melalui pemanasan moderat sesungguhnya dapat meningkatkan kualitas protein lepas (bypass value), panas berlebih (excessive heat) dapat menjadikan sebagian UIP menjadi tidak dapat dicerna sehingga tidak berguna bagi ternak.

2.9 Keseimbangan Asam AminoHasil akhir dari penguraian protein di usus kecil adalah asam amino. Asam amino ini kemudian diserap oleh aliran darah dan digunakan oleh sapi untuk pertumbuhan, perawatan jaringan dan produksi susu. Dari sekitar 20 jenis kandungan asam amino yang terdapat di dalam bahan pakan sumber protein, 10 jenis dapat di produksi sendiri oleh sapi. Sisanya yang tidak dapat di produksi oleh sapi disebut asam

Page 21: Biokimia Protein

amino esensial (EAA; essential amino acids). Untuk memastikan konsumsi asam amino yang seimbang, EAA ini harus terdapat di usus kecil baik dalam bentuk protein yang dihasilkan mikroba atau pakan UIP.Idealnya, proporsi relatif dari setiap EAA yang di serap oleh ternak mampu mencukupi dengan tepat kebutuhan ternak tersebut, hal ini disebabkan ketiadaan satu jenis asam amino dapat membatasi pemanfaatan jenis yang lain. Hal ini membuat pemberian pakan tidak efisien. Bayangkan hal ini dengan misalnya saat kita melakukan pencampuran tujuh bahan pakan pada jatah TMR (total mixed ration). Penjatahan bahan membutuhkan proporsi yang selalu konstan dari setiap bahan tersebut. Apabila anda kekurangan salah satu bahan, maka jumlah 6 bahan lain yang dapat dicampurkan untuk membuat rasio tetap proporsional menjadi terbatas, hal ini berakibat pada kuantitas TMR yang mampu dibuat lebih sedikit.Protein yang dihasilkan oleh mikroba mengandung campuran EAA yang masih jauh dari ideal apabila dibandingkan secara relatif pada kebutuhan dari seekor sapi yang ber produksi tinggi. Target utama dari pemilihan ramuan dan unsur protein lepas adalah untuk menghasilkan UIP (yang mengandung paduan EAA) yang mampu memenuhi kekurangan asam amino yang dihasilkan mikroba pembuat protein.Kebanyakan penelitian nutrisi pada saat ini di fokuskan untuk mencari dan menentukan kebutuhan EAA secara lebih tepat dan memprediksi EAA yang mana yang dapat di batasi.

2.10 Absorpsi dan transportasiSetelah proses pencernaan aktif dalam usus halus dalam bentuk asam amino protein akan diserap melalui sel-sel epitel dinding halus. Semua asam amino larut dalam air hingga dapat dengan mudah berdifusi secara pasif melalui membrana sel. Absorpsi asam amino melibatkan beberapa aspek:1. Transpor aktifDisini asam amino akan diserap secara alami dengan aktifitas difusi.2. Kovaktor vitamin B6Vitamin B6 dibutuhkan untuk transportasi asam amino kedalam jaringan.3. Kompetensi/persainganDalam penyerapan bila campuran asam amino yang memiliki jumlah dominan akan menghambat asam amino lain.4. penyerapan protein utuhpecahan polipeptida yang agak besAr, bahkan dalam bentuk protein yang tidak dapat dicerna akan diabsorpsi secara langsung.2.11 Metabolisme Protein Jalur metabolik utama dari asam aminoJalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas :1. Produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati. 2. Pengambilan nitrogen dari asam amino. 3. Katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino.4. Sintesis protein dari asam-asam amino.

2.12 Metode penilaian kualitas protein

Page 22: Biokimia Protein

Lima metode yang dijelaskan di bawah ini adalah yang paling sering digunakan untuk menilai kualitas protein. 1. Protein mudah dicernakan sudah dikoreksi Asam amino Skor * (PDCAAS):The Skor Asam amino dengan tambahan mudah dicernakan komponen. PDCAAS yang diterima saat ini adalah mengukur kualitas protein karena erat determinations dilakukan untuk membandingkannya dengan hewan. Sejumlah ahli gizi merasa metode ini perlu dipelajari lebih lanjut perbaikan dan tambahan perubahan dapat dilihat pada masa depan. 2. Asam amino Skor (AAS)Bahan kimia teknik dianggap cepat, konsisten, dan murah. Alat tersebut yg harus ada asam amino yang hadir dalam protein dan membandingkannya dengan nilai referensi protein. Itu protein adalah berdasarkan nilai yang paling membatasi asam amino yg diperlukan. Nilai lebih besar dari 1,0 untuk kedua AAS dan PCDAAS dianggap menunjukkan bahwa protein mengandung asam amino esensial yang melebihi kebutuhan manusia. Oleh karena itu, pada tahun 1990 di FAO / WHO pertemuan itu diputuskan bahwa protein memiliki nilai lebih tinggi dari 1,0 akan dibulatkan ke bawah 1.0. Jalur ini sedang dalam perdebatan sebagai ahli merasa bahwa pembulatan bawah berkualitas tinggi protein gagal untuk mencerminkan kemampuan dari protein untuk melengkapi nilai gizi yang lebih rendah protein dengan berkualitas.3. Efisiensi Protein Ratio (PER)Ukuran kemampuan protein untuk mendukung pertumbuhan yang weanling tikus. Ini mewakili rasio berat untuk mendapatkan jumlah protein yang dikonsumsi. Metode ini memiliki dua keprihatinan utama. Pertama adalah perhatian yang tidak dapat diaplikasikan untuk pertumbuhan bayi dan anak-anak sebagai asam amino pertumbuhan persyaratan untuk bayi kurang dari orang-orang untuk tikus. Kedua, PER langkah-langkah pertumbuhan tetapi tidak pemeliharaan sehingga Anda mungkin menggunakan keterbatasan dalam menentukan kebutuhan protein pada orang dewasa.4. Biologi Nilai (BV)Ukuran jumlah nitrogen tetap dibandingkan dengan jumlah nitrogen diserap. The BV dan NPU metode keduanya mencerminkan ketersediaan dan mudah dicernakan dan mereka memberikan yang akurat kajian kebutuhan pemeliharaan. 5.Nitrogen Pemanfaatan Protein (NPU): yang rasio nitrogen yang digunakan untuk pembentukan jaringan dibandingkan dengan jumlah nitrogen dicerna.

BAB IIIPENUTUP

3.1 Kesimpulan1. Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.2. Protein terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan, dalam beberapa kasus, belerang.3. Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat)

Page 23: Biokimia Protein

4. Berdasarkan struktur molekulnya, protein dapat dibagi menjadi 3 golongan utama, yaitu :a. Protein Bentuk Serabut (fibrous)b. Protein Globularc. Protein Konjugasi5. Fungsi Protein :• Pertumbuhan (untuk anak) dan pemeliharaan (untuk orang dewasa)• Pembentukan ikatan-ikatan essensial tubuh• Mengatur keseimbangan air• Memelihara netralitas tubuh• Pembentukan antibody• Mengangkut zat-zat gizi• Sumber energy6. Protein dapat kita bagi menjadi 2 kelas utama, yaitu Protein Kasar (Crude Protein) dan Protein Sejati (True Protein)

DAFTAR PUSTAKA

Badley R.A., D. Atkinson, H. Hauser, D. Oldani, J.P. Green, and J.M. Stubbs,1975. The structure, physical, and chemical properties of the soybean protein glycinin. Biochem. Biophys. Acta. 412, 214.Burks A.W., H.L. Butler, J.R. Brooks, J. Hardin, and C. Connaughton, 1988.Identification and comparison of differences in antigens in two commercially available soybean protein isolates. J. Food Sci. 53, 1456.Danielson C.E., 1949. Seed globulins of the gramineae and leguminosae. Biochem. J. 44, 387.Genovese M.I. and F.M. Lajolo, 1993. Composition and structural characteristics of isolated soy proteins from broken and damaged seeds. J. Food Sci. 58, 148.http//: id.wikipedia.org/wiki/Proteinhttp://takadakatakata.blogspot.com/2008/06/protein-dan-asam-amino.htm