PROTEIN

BIOKIMIA

2013/2014

Marai Rahmawati, SP, M.Sc

1. Pendahuluan

2. Sifat dan fungsi biologinya

3. Asam amino

4. Sifat fisika-kimia asam amino

5. Peptida

6. Protein

Outline

2

1. Pendahuluan

Protein merupakan komponen utama (protos/proteos) pada sel

hewan atau pun tumbuhan.

Enzim dan hemoglobin merupakan contoh protein yang

memegang peranan penting dalam proses kehidupan.

Protein terbentuk dari unsur karbon (50%), hidrogen (7%),

oksigen (23%) dan nitrogen (16%) (terkadang termasuk belerang

0-3%) dan fosfor (0-3%).

Protein dapat digolongkan berdasarkan sumbernya yaitu protein

nabati dan protein hewani.

Molekul protein terdiri dari ribuan atom dengan satuan dasar

penyusunnya adalah asam amino.

3

2. Sifat dan fungsi biologinya

Fungsi-fungsi protein:

1. Komponen utama dari sel. Sehingga berfungsi penting dalam

pertumbuhan dan perkembangan.

2. Pada tumbuhan protein juga terdapat sebagai cadangan makanan

3. Enzim juga merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis

Pada umumnya, suatu protein membentuk sistem koloid dengan sol

yang terdiri atas protein hidrofilik.

4

3. Asam amino

Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai

gugus amino.

Rumus umum asam amino ialah :

Asam amino bersifat memutar bidang cahaya terpolarisasi,

sehingga memiliki konfigurasi D dan L namun konfigurasi

tersebut tidak berhubungan dengan arah putaran cahaya

terpolarisasi.

Asam amino yang terdapat pada protein umumnya memiliki

konfigurasi L sementara konfigurasi D umumnya berasal dari

mikroorganisme.

R-CH-COOHl

NH2

5

3. Asam amino

Penggolongan asam amino;

a. Berdasarkan pembentukannya dalam tubuh manusia:

1. Asam amino essensial

Lysin (Lys), Histidin (His), Arginin (Arg), Threonin (Thr), Valin

(Val), Metionin (Met), Isoleusin (Ile), Leusin (Leu), Phenilalanin

(Phe), Triptofan (Trp).

2. Asam amino non-essensial

Alanin, asam aspartat, asam glutamat

6

3. Asam amino

b. Berdasarkan struktur rantai sampingnya:

1. Rantai karbon alifatik

Glisin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin

2. Gugus hidroksil

Serin, Threonin

3. Atom belerang

Sistein, Metionin

4. Gugus amida (asam/asidik)

Asam aspartat, Asparagin, Asam Glutamat, Glutamin

5. Gugus basa (basik)

Arginin, Lisin, Hidroksilin, Histidin

6. Cincin aromatik

Fenilalanin, Tirosin, Triptofan

7. Ikatan N pada gugus amino (heterosiklik)

Prolin, Histidin

7

4. Sifat fisika-kimia asam amino

Sifat-sifat asam amino:

1. Umumnya larut dalam air

2. Tidak larut dalam pelarut organik non polar seperti aseton dan kloroform.

3. Titik lebur asam amino lebih tinggi dari asam karboksilat atau asam amina.

4. Bersifat elektrolit (memiliki muatan dan mempunyai polarisitas tinggi).

H2N – CH – COO-

R

+H3N – CH – COOH

R

dalam basa dalam asam

- COOH - COO- + H+

- NH2 + H+ -NH3+

Reaksi dalam air:

8

4. Sifat fisika-kimia asam amino

Sifat-sifat asam amino:

5. Dalam 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.

6. Pada titik isolistrik terdapat keseimbangan bentuk asam amino sebagai ion

amfoter (ion dwi kutub), anion dan kation.

Ion amfoter dan pasangannya

9

4. Sifat fisika-kimia asam amino

Asam amino diperoleh dari proses hidrolisis protein.

Beberapa cara analisis protein adalah dengan metode gravimetri,

kalorimetri, mikrobiologi, kromatografi dan elektroforesis.

Metode yang umum dikembangkan adalah kromatografi:

1. Kromatografi kertas; berdasarkankelarutan dari 2 macam pelarut yang

tidak bercampur

2. Kromatografi lapis tipis; menggunakan alumunium oksida, serbuk

selulosa atau silika gel sebagai absorben.

3. Kromatografi penukar ion; menggunakan polimer sintetik yang

mempunyai gugus fungsi yang bersifat asam atau basa.

10

5. Peptida

Peptida adalah gabungan beberapa molekul asam amino dan jika jumlah

asam amino tidak lebih dari 10 molekul maka disebut oligopeptida.

Polipeptida tersusun dari banyak molekul asam amino dan protein

adalah polipeptida yang tersusun atas lebih dari seratus asam amino.

Peptida diperoleh dari hidrolisis protein secara tidak sempurna.

Tata nama peptida diberikan berdasarkan jenis asam amino yang

membentuknya. Contoh: jika bereaksi dengan gugus –NH2 diberi akhiran il

pada namanya.

11

5. Peptida

Glisin Alanin

12

5. Peptida

Alanin Serin Leusin

13

6. Protein

Protein adalah suatu polipeptida yang mempunyai bobot molekul

bervariasi mulai dari 5000 sampai lebih dari sejuta.

Memiliki sifat yang juga bervariasi. Contoh: telur mudah bereaksi dan

larut dalam air sementara kuku tidak mudah bereaksi dan tidak larut

dalam air.

Ada empat tingkat struktur protein:

1. Primer; menunjukkan ikatan peptida yang urutannya diketahui

2. Sekunder; struktur alfa heliks dan lembaran berlipat

3. Tertier; merupakan kecenderungan polipeptida membentuk lipatan

atau gulungan

4. Kuarterner; menunjukkan derajat persekutuan unit-unit protein

14

6. Protein

Gambar struktur

Primer

Sekunder

TertierKuartener

15

6. Protein

Penyusunan Protein

Protein tersusun bila suatu asam amino dihubungkan dengan asam

amino lain melalui suatu ikatan yang disebut ikatan peptida.

Ikatan peptida terbentuk jika gugus karboksil suatu asam amino

bergabung dengan gugus amin dari asam amino lain.

Pada reaksi tersebut dilepaskan 1 molekul air.

Contoh reaksi:

16

6. Protein

Denaturasi protein;

Denaturasi berarti kehilangan sifat-sifat aslinya.

Denaturasi terjadi akibat penambahan asam atau basa kuat atau

elektrolit logam berat yang mengakibatkan penggumpalan protein.

17

6. Protein

Penggolongan protein;

a. Berdasarkan strukturnya:

1. Protein sedehana; hanya terdiri atas molekul asam amino

Terbagi 2 menjadi protein fiber ( contoh: kreatin dan kolagen)

dan protein globular (contoh: albumin dan globulin).

2. Protein gabungan; terdiri atas gugus protein dan non-protein

prostetik)

- Mukoprotein

- Glikoprotein

- Lipoprotein

- Nukleoprotein

18

6. Protein

Protein pada tumbuhan;

a. Protein pada biji padi-padian

Albumin, globulin, aleuron, glutenin, dll.

b. Protein pada daun

Protein di sitoplasma, inti sel, kloroplas, enzim

c. Protein di inti sel

Asam nukleat

19