Asam Amino dan Protein
Asam Amino• Senyawa penyusun protein yang terdiri
dari gugus amino dan gugus karboksilat
• Asam amino bersifat larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut organik non polar seperti eter, aseton dan kloroform.
* Asam amino mempunyai titik lebur yang lebih tinggi daripada asam karboksilat oleh karena itu secara struktural asam amino bermuatan dan memiliki polaritas tinggi
amino
NH2
CC
RHO
O
H
Struktur asam amino
karboksilHidrogen
R-group(varian)
Macam asam aminoDikelompokkan menurut sifat atau struktur kimiawinya
1. Asam amino alifatik sederhana
2. Asam amino hidroksi-alifatik
Glisin (Gly, G) Alanin (Ala, A) Valin (Val, V) Leusin (Leu, L) Isoleusin (Ile, I)
Serin (Ser, S) Treonin (Thr, T)
3. Asam amino dikarboksilat (asam)
4. Amida
5. Asam amino basa
6. Asam amino dengan sulfur
Asam aspartat (Asp, D) Asam glutamat (Glu, E)
Asparagin (Asn, N) Glutamin (Gln, Q)
Lisin (Lys, K) Arginin (Arg, R) Histidin (His, H) (memiliki gugus siklik)
Sistein (Cys, C) Metionin (Met, M)
7. Prolin
8. Asam amino aromatik
Prolin (Pro, P) (memiliki gugus siklik)
Fenilalanin (Phe, F) Tirosin (Tyr, Y) Triptofan (Trp, W)
HN
C OH
O
Proline
HN
C OH
O
Proline
Dikelompokkan menurut fungsinya
1. Asam amino esensial
2. Asam amino non esensial
isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, dan valin. Histidin dan arginin disebut sebagai "setengah esensial"
Selain yang tertulis diatas…!!!
Berdasarkan gugus R-nya1. Gugus R non polar
2. Gugus R polar namun tak bermuatan
3. Gugus R bermuatan negatif4. Gugus R bermuatan positif
PEPTIDE BOND
Carboxyl Group
Amino Group
Reaksi Dehidrasi Reaksi Kondensasi
Occurs Between Amino Acid
Water Release
Chemical Bond
PEPTIDE BOND
•Panjang Gelombang Absorbsi 190-230nm
• Can be broken by amide hydrolysis
• MetastableDapat putus secara spontan oleh keberadaan air
Membebaskan energi bebas 10kj/mol
Berlangsung lambat
• EnzymeBerperan dalam pemutusan dan pembentukan ikatan Peptida=
Resonance forms ofthe peptide group
Resonance forms of a typical peptide group. The uncharged, single-bonded form (typically ~60%) is shown on the left, whereas the charged, double-bonded form (typically ~40%) is on the right.
stabilizes the group
unusually large dipole moment
JENIS-JENIS PEPTIDA
Jumlah Asam Aminodipeptida
tripepida
polipeptida
Bentuk ionisasi
Bentuk kation (dibawah pH 3)
Bentuk isoelektrik
Bentuk anion (diatas pH 10)
Fungsi dan sifat suatu ikatan peptida sangat dipengaruhi oleh urutan dari asam-asam amino nya.
Asam amino sebagai ion dipolar (zwitter ion)
Ion dipolar adalah suatu ion yang mempunyai muatan positif dan muatan negatif yang jumlahnya sama banyak
Asam amino memiliki sebuah asam karboksilat dan gugus amino dalam sebuah molekul, akibatnya asam amino akan mengalami reaksi asam-basa dalam molekulnya untuk membentuk ion dipolar
Pada pH tertentu asam amino dapat berbentuk sebagai zwitterion dimana muatan totalnya = nol
Pembentukan ion dipolar
Basa: menerima proton
Asam: melepaskan proton
Ion dipolar bersifat amfoter karena adanya muatan positif dan negatif sehingga dapat bereaksi dalam asam maupun dalam basa
- Reaksi dengan asam :
Menerima proton Kation
- reaksi dengan basa:
Kehilangan proton Anion
- Titik Isoelektrik (PI)• Adalah pH dimana asam amino berbentuk
sebagai zwitterion• Pada titik isoelektrik muatan antar kedua
gugus seimbang
Metode Pemisahan dan Pengidentifikasian Asam Amino
Elektroforesis Kertas
Merupakan metode yang paling sederhana
Kromatografi Penukar Ion
Merupakan metode yang paling banyak digunakan
PROTEIN
Protein: merupakan polimer kondensasi dari Asam amino.
Polimerisasi ini terbentuk melalui ikatan peptida. • Protein mempunyai molekul besar dengan bobot molekul
bervariasi antara 500 sampai jutaan. Disamping berat molekul yang bervariasi, protein mempunyai sifat yang berbeda-beda pula. Ada protein yang mudah larut dalam air, tetapi ada pula yang sukar larut dalam air. Dengan cara hidrolisis oleh asam atau enzim, protein akan menghasilkan asam-asam amino.
• struktur protein:– Struktur primer– Struktur sekunder : -Helix , -pleeted sheet– Struktur tersier– Struktkur kuarterner : Globular, serabut
Struktur Protein
• Struktur primer– Protein merupakan
makromolekul linier– Protein merupakan
polipeptida (poliamida)
– Disusun oleh asam amino (20 macam)
H2NHC C
HN
HC C
HN
HC C
HN
HC C
O O O O
OH
R1 R2 R3 R4
n
Struktur Sekunder• Struktur yang dikarenakan rotasi ikatan menyebabkan
adanya interaksi antar gugus (mis: ikatan hidrogen antara O pada C=O dengan H pada NH2 pada polipeptida)
• Jika C=O dan NH2 berasal dari satu polipeptida: a helik
• Jika C=O dan NH2 berasal dari polipeptida : b sheet
Ikatan hidrogen ini dapat pula terjadi antara dua rantai polipeptida atau lebih dan akan membentuk konfigurasi α yaitu bukan bentuk heliks tetapi rantai sejajar yang berkelok-kelok dan disebut struktur lembaran berlipat.Ada dua bentuk lembaran berlipat, yaitu bentuk parallel dan bentuk anti parallel.
Struktur Tersier
– Interaksi antar gugus pada rantai samping asam amino (ikt. Hidrogen, interaksi muatan, interaksi van der Waals, ikatan disulfida)
– Denaturasi merusak struktur tersier (interaksi antar rantai samping selain kovalen akan rusak)
Struktur tersier menunjukkan kecenderungan polipeptida membentuk lipatan atau gulungan. Struktur ini dimantapkan oleh adanya beberapa ikatan antara gugus R pada molekul asam amino yang membentuk protein.
Struktur Kuarterner– Struktur fungsional protein– Agregasi 2 atau lebih polipeptida– Interaksi antar gugus pada rantai samping asam
amino (ikt. Hidrogen, interaksi muatan, interaksi van der Waals, ikatan disulfida)
Struktur kuartener menunjukkan derajat persekutuan unit-unit protein. Sebagian besar protein globuler terdiri atas beberapa rantai polipeptida yang terpisah. Sebagai contoh enzim fosforilase terdiri atas dua unit protein yang bila terpisah tidak memperlihatkan aktivitas enzim, tetapi bila bersekutu membentuk enzim yang aktif. Karena kedua unit protein ini sama, maka disebut struktur kuartener homogen. Apabila unit-unit itu tidak sama, misalnya virus mozaik tembakau, disebut struktur kuartener heterogen.
Penggolongan proteinDitinjau dari strukturnya protein dapat dibagi dalam dua
golingan besar, yaitu 1. protein sederhana
adalah protein yang hanya terdiri atas molekul-molekul asam amino. Protein sederhana dapat dibagi lagi dalam dua bagian menurut bentuk molekulnya, yaitu :a. protein fiberb. protein globular
2. protein gabungan adalah protein yang berikatan dengan senyawa yang bukan protein. Gugus bukan protein ini disebut gugus prostetik. Ada beberapa jenis protein gabungan antara lain mukoprotein, glikoprotein, lipoprotein dan nukleoprotein.
FUNGSI PROTEIN
1. Sebagai enzim
2. Sebagai alat pengangkut, dilaksanakan oleh jenis protein tertentu diantaranya hemoglobin, mioglobin, dan transferin.
3. Sebagai pengatur pergerakan, dilaksanakan antara lain oleh protein-protein penyusun otot.
4. Sebagai pertahanan tubuh dari pengaruh benda asing berbahaya, seperti virus.
5. Sebagai medium bagi perambatan impuls syaraf.
Protein Serat (Fibrous Proteins)
Rantai polipeptida tersusun dalam untaian/lembaran panjang (fungsi struktural)
Protein serat ini berfungsi sebagai penyokong, pemberi bentuk, dan perlindungan eksternal
Tidak larut dalam air (banyak mengandung residu hidrofobik)
Merupakan protein tersier
Dibedakan berdasarkan protein sekunder-nya yang merupakan konformasi asam amino yang terletak berdekatan pada rantai polipeptida (a Helix, b-Sheet- Silk)
o -keratino β-fibroino Kolageno Elastin
Macam-macam protein serat :
Paralel -Heliks (RH) dengan ikatan silang disulfida (jembatan sistin)
Ikatan H pada rantai dalam Ikatan kovalen cincin dalam
disulfida akan menstabilkan keratin
Tidak larut dalam air (gugus R tinggi)
Liat, bentuk panjang dan kuat Struktur berulang : 0,54 nm Contoh : Hair, Wool, Nails,
Claws, Quills, Horns, Hooves, Skin
a-Keratins
β-fibroin• Fibroin : fibrous protein• Antiparalel β-sheets (β-
keratin) ,Bentuk zigzag• Banyak mengandung AA : Gly and
Ala• No covalent crosslinking like keratins
(cysteine)• Ikatan H antar rantai• Tidak larut dalam air, lentur,
fleksibel, tidak dapat meregang• Struktur berulang : 0,70 nm
Contoh : sutera n jaring laba-laba
Kolagen• Lentur dan dapat meregang• Terdiri dari ~1000 monomer AA• 35% Gly, 11% Ala,
20% Pro dan 4-hidroksiprolin• Fibril kolagen terdiri dari tropokolagen
yang berulang• Struktur Heliks 3 rantai tropokolagen
(lewat crosslink)• Konformasinya kaku dan berbelok-belok,
dan kuat• Triplet Gly-X-Pro (or Gly-X-Hyp) repeats
Contoh : Tendon pada daging Tulang rawan Matrik tulang
AA esensial
Gly
Elastin
Contoh :PersendianJaringan pengikat pada arteri
N
(CH2)3
(CH2)4
C C
O
N
H
H H
(CH2)2 (CH2)2
N
CC
N
CC
HH
= =OO
CHN C
OH
DesmosineElastin network
Dapat meregang ke dua arah, dan lenturSub unit dasar fibril elastin adalah tropoelastinMengandung ~ 800 residu AABanyak mengandung Glisin, lisin dan alaninProlin (sedikit)R lisin dapat diubah menjadi demosin oleh enzimResidu demosin dapat menggabungkan 2,3,4 molekul tropoelastin