Asam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 1AtAM AMIH0, E7I0A 0AH R07EIH1. Asam Amino Alami2. Sifat Asam Basa dari Asam Amino3. Sifat Asam Basa dari Asam Amino dengan Lebih dari satu Gugus Asam atau Basa4. Elektroforesis5. Reaksi Asam Amino6. Reaksi Ninhidrin7. Peptida8. Ikatan Disulfida9. Protein10. Struktur Primer Protein11. Logika Penetapan Urutan12. Sistesis Peptida13. Klasifikasi Protein14. Reaksi Identifikasi PRoteinProtein ialah polimer alami terdiri atas sejumlah unit asam amino berikatan dengan ikatan amida (peptida)Peptida ialah Oligomer dari asam amino Berperan penting dalam banyak proses biologisProtein, peptida dan asam amino merupakan bahan yang penting bagi struktur, fungsi dan reproduksi makhluk hidupAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 2ASAM AMINO ALAMI Asam amino hasil hidrolisis protein ialah asam amino(asam -amino karboksilat) Variasi pada asam amino terletak pada rantai samping (R) Semua asam amino(kecuali glisin) bersifat optik aktif dengan pusat stereogenik karbon Konvensi Fischer yang digunakan pada karbohidrat, juga berlaku pada asam aminoAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 3 Asam amino esensial tidak dapat disintesis tubuh sehingga harus diperoleh dari makanan dalam bentuk protein Asam amino esensial : val, leu, ile, thr, met, phe, trp, lys, arg, his.Asam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 4SIFAT ASAM-BASA DARI ASAM AMINO Gugus karboksil bersifat asam Gugus amino bersifat basa Titik lelehnya di atas 2000C Larut dalam air dan pelarut polar lain, tetapi tidak larut dalam pelarut nonpolar (dietil eter dan benzena) Bersifat amfoterik, artinya berperilaku sebagai asam pada basa kuat dan berperilaku sebagai basa pada asam kuat Ion dipolar demikian disebut ion zwitterSIFAT ASAM-BASA DARI ASAM AMINO Pada pH tinggi, alanin bermuatan negatif (pada medan listrik, tertarik ke anode) Pada pH rendah, alanin bermuatan positif (pada medan listrik tertarik ke katode) Pada posisi netralnya (pH 6,02), alanin bersifat dipolar dan memilikimuatan bersih nol titik isoelektrikAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 5Asam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 6Asam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 7SIFAT ASAM-BASA DARI ASAM AMINO DENGAN LEBIH DARI SATU GUGUS ASAM ATAU BASA Asam aspartat dan asam glutamat memiliki dua gugus karboksil dan satu gugus amino Titik isoelektrik asam aspartat, yaitu pH saat asam amino berada dalam bentuk dipolar, ialah 2,87 Asam amino dengan dua gugus basa dan satu gugus karboksil mempunyai kecenderungan berbeda, misalnya lisina (pI 9,74)Asam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 8ELEKTROFORESIS Elektroforesis merupakan metode penting untuk memisahkan asam amino berdasarkan muatannya Ilustrasinya seperti Gambar 17.3 dimana campuran asam amino diletakkan pada penyangga padat yang dibasahi larutan berair dan pH yang diatur Elektroforesis juga digunakan untuk memisahkan peptida dan proteinAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 9REAKSI ASAM AMINO Asam amino menjalani reaksi khas asam karboksilat atau amina Esterifikasi : Asilasi gugus amino menjadi amida :Asam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 10REAKSI NINHIDRIN Ninhidrin ialah reagen yang berguna untuk mendeteksi asam amino dan menetapkan konsentrasinya dalam larutan. Senyawa ini merupakan hidrat dari triketon siklik dan bila bereaksi dengan asam amino, menghasilkan zat warna ungu. Zat warna ungu yang sama dihasilkan dari semua asam amino dengan gugus amino primer Intensitas warna berbanding lurus dengan konsentrasi asam amino Prolina mempunyai gugus amino sekunder, menghasilkan zat warna kuningPEPTIDA Asam amino bertautan dalam peptida dan protein lewat ikatan amida di antara gugus karboksil dari satu asam amino dan gugus aminodari asam amino lainnya Suatu molekul yang mengadung dua asam amino yang bertautan dengan ikatan peptida disebut dipeptidaAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 11 Rumus peptida secara singkat ditulis dengan singkatan 3 huruf untuk setiap asam amino, dimulai dari ujung N di kiri. Misalnya: glisilalanin Gly-AlaAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 12IKATAN DISULFIDA Ikatan disulfida menautkan dua unit sisteina Ikatan disulfida dapat dengan mudah dipecah oleh reduktor lemahPROTEIN Protein ialah biopolimer yang terdiri atas banyak asam amino yang berhubungan satu dengan lainnya lewat ikatan amida (peptida) Beberapa protein merupakan komponen utama jaringan struktur (oto, kulit, kuku, rambut) Protein lain mengangkut molekul dari satu bagaian ke bagian lain dalam makhluk hidup. Protein juga bertindak sebagai katalis dalam banyak reaksi biologisAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 13STRUKTUR PRIMER PROTEIN Penyusun utama protein ialah urutan berulang dari satu atom Nitrogen dan dua atom Karbon Yang harus diketahui mengaenai peptida dan protein :1. Asam amino apasaja yang ada dan berapa banyaknya masing-masing2. Urutan asam amino dalam rantaiANALISIS ASAM AMINO Peptida dan protein dapat dihidrolisis menjadi asam amino penyusunnya Hidrolisis : memanaskan dengan HCl 6 M pada 1100C selama 24 jam Analisis : memisahkan, identifikasi dan menetapkan kadarnya asam amino Pemisahan menggunakan instrumen penganalisis asam amino dengan prinsip pengaturan pH sehingga asam amino dapat dipisahkan berdasarkan titik isoelektriknya Aliran dari kolom dipertemukan reagen ninhidrin. Aliran ini berganti-ganti warna (ungu dan tak berwarna), bergantung ada tidaknya asam amino yang terelusi dari kolom Kadarnya ditentukan berdasarkan intensitas setiap puncak pada diagram yang munculAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 14PENETAPAN URUTAN Frederick Sanger : asam amino ujung N berbeda dari asam amino lain dalam rantai karena memiliki gugus amino bebas. Jika gugus amino ini direaksikan dengan suatu reagen sebelum dihidrolisis, asam amino akan berlabel dan dapat diidentifikasi. Reagen Sanger : 2,4-dinitrofluorobenzenaAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 15 Pehr Edman : mengurutkan peptida dan protein memerlukan reagen yang memotong asam amino satu demi satu dari ujung rantai dan mengidentifikasinya Reagen Edman : fenil isotiosianat, C6H5N=C=SAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 16PEMUTUSAN SELEKTIF IKATAN PEPTIDA Jika protein mengandung beberapa ratus unit asam amino, dihidrolisis dulu menjadi fragmen-fragmen kecil kemudian diurutkan dengan metode Edman. Beberapa bahan kimia atau enzim digunakan untuk memutuskan protein pada ikatan peptida tertentu Contoh : enzim tripsin secara spesifik menghidrolisis polipeptida hanya pada ujung karboksi dari arginina dan lisinaAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 17SINTESIS PEPTIDA Membandingkan sifat peptida sintetik dengan peptida alami Mengkaji efek substitusi satu asam amino dengan asam amino lain terhadap sifat biologis suatu peptida atau protein Protein termodifikasi seperti ini berguna untuk pengobatan atau memahami bagaimana protein berfungsiAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 18 Sesudah ikatan peptida terbentuk, gugus pelindung harus mampu dilepaskan di bawah kondisi yang tidak menghidrolisis ikatan peptida R.Bruce Merrifield (1965) mengembangkan teknik fase padat. Prinsip : merakit rantai peptida sementara ujung yang satunya ditambatkan secara kimia pada padatan lembam yang tidak larut Reagen berlebih dan hasil samping dapat dipisahkan hanya lewat pencucian dan penyaringan padatan Rantai peptida yang sedang tumbuh tidak perlu dimurnikan pada langkah-langkah antara. Bila peptida telah dibangun selengkapnya, peptida diputus secara kimia dari penyangga padatnya Umumnya fase padatnya polistirena bertaut silang dengan sebagian cincin aromatiknya mengandung gugus klorometil Asam amino pertama yang melekat pada polimer pada akhirnya akan menjadi asam amino ujung C dari peptida sintetikAsam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 19KLASIFIKASI PROTEINProtein Sederhana : mengandung asam amino saja Albumin : terdapat dalam putih telur Globulin : terdapat dalam darah Keratin : terdapat dalam kuku, rambut, wol Kolagen : terdapat dalam tulangProtein Majemuk : mengandung asam amino dan bukan amino Glikoprotein : protein + karbohidrat (dalam tulang rawan) Fosfoprotein : protein + karbohidrat + fosfat (dalam susu) Lipoprotein : protein + lemak (dalam darah) Kromoprotein : protein + zat warna (dalam darah) Nukleoprotein : protein + asam nukleat (dalam inti sel)Asam Amino, Peptida dan Protein 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 20REAKSI IDENTIFIKASI PROTEIN1. Reaksi BiuretLarutan protein + 4N NaOH + sedikit larutan CuSO4menghasilkan warna violet2. Reaksi XanthoproteinLarutan protein + asam nitrat pekat dididihkan menghasilkan larutan kuning. Setelah dingin, ditambah amoniak berlebihan maka warnanya menjadi orange3. Reaksi MillonProtein + pereaksi Millon [Hg(NO3)2+ sedikit HNO2] akan menghasilkan warna merah