Asam amino merupakan unit pembangun protein yang dihubungkan melalui

ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O, dan

N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan asam amino yang terdapat

di alam hanya 20 asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein.

Gambar 1. Struktur molekul asam amino

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.

Semua asam amino yang ditemukan pada protein mempunyai ciri yang sama,

gugus karboksil dan amino diikat pada atom karbon yang sama. Masing-masing

berbeda satu dengan yang lain pada gugus R-nya, yang bervariasi dalam

struktur, ukuran, muatan listrik, dan kelarutan dalam air. Beberapa asam

amino mempunyai reaksi yang spesifik yang melibatkan gugus R-nya.

Melalui reaksi hidrolisis protein telah didapatkan 20 macam asam amino yang

dibagi berdasarkan gugus R-nya, berikut dijabarkan penggolongan tersebut :

asam amino non-polar dengan gugus R yang hidrofobik, antara lain Alanin,

Valin, Leusin, Isoleusin, Prolin, Fenilalanin, Triptofan dan Metionin. Golongan

kedua yaitu asam amino polar tanpa muatan pada gugus R yang beranggotakan

Lisin, Serin, Treonin, Sistein, Tirosin, Asparagin dan Glutamin. Golongan ketiga

yaitu asam amino yang bermuatan positif pada gugus R dan golongan keempat

yaitu asam amino yang bermuatan negatif pada gugus R. Dari ke-20 asam

amino yang ada, dijumpai delapan macam asam amino esensial yaitu valin,

leusin, Isoleusin, metionin, Fenilalanin, Triptofan, Treonin, dan Lisin. Asam

amino essensial ini tidak bisa disintesis sendiri oleh tubuh manusia sehingga

harus didapatkan dari luar seperti makanan dan zat nutrisi lainnya.

Tujuan Percobaan

Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari beberapa reaksi uji terhadap asam

amino dan protein.

Bahan dan Alat

Alat-alat yang digunakan adalah tabung reaksi, gelas piala, pipet tetes, pipet

Mohr, kertas saring, corong, dan penangas air. Sementara bahan-bahan yang

digunakan adalah albumin, gelatin, kasain, pepton, fenol, pereaksi millon,

pereaksi Hopkins cole, pereaksi biuret, ninhidrin, H2SO4, NaOH, HNO3,

CuSO4, HgCl2, AgNO3, (NH4)2SO4, HCl, Pb-asetat, etanol, asam asetat, dan

buffer asetat pH 4,7.

Prosedur Percobaan

Uji Millon. Sebanyak 5 tetes pereaksi Millon ditambahkan ke dalam 3 mL

larutan protein, dipanaskan. Uji dilakukan terhadap larutan albumin 2%,

gelatin 2%, kasein 2%, pepton 2%, dan fenol 2%.

Uji Hopkins-Cole. Sebanyak 2 mL larutan protein dicampur dengan pereaksi

Hopkins-Cole dalam tabung reaksi. Ditambahkan 3 mL H2SO4 pekat melalui

dinding tabung sehingga membentuk lapisan dari cairan. Didiamkan, setelah

beberapa detik akan terbentuk cincin violet (ungu) pada pertemuan kedua

lapisan cairan, apabila positif mengandung triptofan. Uji dilakukan terhadap

larutan albumin 2%, gelatin 2%, kasein 2%, dan pepton 2%.

Uji Ninhidrin. Sebanyak 0.5 mL larutan ninhidrin 0.1% ditambahkan ke dalam

3 mL larutan protein. Dipanaskan selama 10 menit, diamati perubahan warna

yang terjadi. Uji dilakukan terhadap larutan albumin 0.02%, gelatin 0.02%,

kasein 0.02%, dan pepton 0.02%.

Uji belerang. Sebanyak 2 mL larutan protein ditambah 5 mL NaOH 10%,

dipanaskan selama 5 menit. Kemudian ditambah 2 tetes larutan Pb-asetat 5%,

pemanasan dilanjutkan, diamati warna yang terjadi. Uji dilakukan terhadap

larutan albumin 0.02%, gelatin 0.02%, kasein 0.02%, dan pepton 0.02%.

Uji Xanthoproteat. Sebanyak 2 mL larutan protein ditambahkan 1 mL HNO3

pekat, dicampur, kemudian dipanaskan, diamati timbulnya warna kuning tua.

Didinginkan, ditambahkan tetes demi tetes larutan NaOH pekat sampai larutan

menjadi basa. Diamati perubahan yang terjadi. Uji dilakukan terhadap larutan

albumin 2%, gelatin 2%, kasein 2%, pepton 2%, dan fenol 2%.

Uji Biuret. Sebanyak 3 mL larutan protein ditambah 1 mL NaOH 10% dan

dikocok. Ditambahkan 1-3 tetes larutan CuSO4 0.1%. Diamati timbulnya warna.

Pada pengendapan protein oleh logam, oleh garam, oleh alkohol, uji koagulasi

dan denaturasi protein. Kedalam 3 ml albumin ditambahkan 5 tetes larutan

HgCl2 2%, percobaan diulangi dengan larutan Pb-asetat 5%, dan AgNO3 5%.

Sepuluh ml larutan protein dijenuhkan dengan amonium sulfat yang

ditambahkan sedikit demi sedikit, kemudian diaduk hingga mencapai titik

jenuh dan disaring. Lalu diuji kelarutannnya dengan ditambahkan air, untuk

endapan diuji dengan pereaksi Millon dan filtrat dengan pereaksi biuret.

Ditambahkan 2 tetes asam asetat 1 M ke dalam tabung yang berisi 5 ml larutan

protein, kemudian tabung tersebut diletakkan dalam air mendidih selama 5

menit. Lalu diambil endapan dengan batang pengaduk, untuk endapan diuji

kelarutannya dengan air , sementara endapan dengan pereaksi Millon.

Disiapkan 3 tabung reaksi, tabung pertama diisi campuran sebagai berikut ; 5

ml larutan albumin, 1 ml HCl 0,1 M dan 6 ml etanol 95%. Ke dalam tabung

kedua dimasukkan5 ml larutan albumin, 1 ml NaOH 0,1 M dan 6 ml etanol

95%. Ke dalam tabung ketiga 5 ml larutan albumin, 1 ml buffer asetat ph 4,7

dan 6 ml etanol 95%.

Pada percobaan denaturasi protein siapkan 3 tabung reaksi, tabung reaksi

pertama diisi 9 ml larutan albumin dan 1ml HCl 0,1 M, tabung reaksi kedua 9

ml larutan albumin dan 1 ml NaOH 0,1 M dan kedalam tabung reaksi ketiga

ditambahkan hanya 1 ml buffer asetat pH 4,7.

Data dan Hasil Pengamatan

Tabel 1. berbagai uji kualitatif pada beberapa larutan protein

Keterangan:

(-) = uji negatif

(+) = uji positf (Millon: larutan berwarna merah, terbentuk garam merkuri dari

tirosin yang ternitrasi; Hopkins-Cole: terbentuk cincin violet, adanya triptofan;

Ninhidrin: terbentuk warna biru, khusus untuk prolin dan hidroksiprolin

berwarna kuning; Belerang: terbentuk garam PbS berwarna hitam;

Xanthoproteat: terbentuk warna kuning tua, adanya gugus benzena; dan

Biuret: terbentuk warna violet).

Tabel 2. Pengaruh penambahan logam berat pada albumin

Keterangan: (+) = terbentuk endapan

Tabel 3. Pengendapan protein oleh garam (NH4)2SO4

Tabel 4. Uji Koagulasi pada protein

Tabel 5. Pengendapan protein oleh alkohol

Keterangan:

tabung I berisi 5 ml albumin, 1 ml HCl 0,1 M dan 6 ml etanol 95 %

tabung II berisi 5 ml albumin, 1 ml NaOH 0,1 M dan 6 ml etanol 95%

tabung III berisi 5 ml albumin, 1 ml buffer asetat pH 4,7 dan 6 ml etanol

95%

(+): Terbentuk endapan

(-): Tidak terbentuk endapan

Tabel 6. Denaturasi protein oleh penambahan berbagai senyawa

Keterangan:

tabung I berisi 9 ml albumin, 1 ml HCl 0,1 M

tabung II berisi 9 ml albumin, 1 ml NaOH 0,1 M

tabung III berisi 1 ml buffer asetat pH 4,7

(+): Terbentuk endapan

(-): Tidak terbentuk endapan

Pembahasan

Pada berbagai uji kualitatif yang dilakukan terhadap beberapa macam protein,

semuanya mengacu pada reaksi yang terjadi antara pereaksi dan komponen

protein, yaitu asam amino tentunya. Beberapa asam amino mempunyai reaksi

yang spesifik pada gugus R-nya, sehingga dari reaksi tersebut dapat diketahui

komponen asam amino suatu protein.

Prinsip dari uji millon adalah pembentukan garam merkuri dari tirosin yang

ternitrasi. Tirosin merupakan asam amino yang mempunyai molekul fenol pada

gugus R-nya, yang akan membentuk garam merkuri dengan pereaksi millon.

Dari hasil percobaan, diketahui bahwa protein albumin dan kasein

mengandung Tirosin sebagai salah asam amino penyusunnya, sedangkan

gelatin dan pepton tidak. Fenol dalam hal ini digunakan sebagai bahan

percobaan karena Tirosin memiliki molekul fenol pada gugus R-nya. Di sini, uji

terhadap fenol negatif, walaupun secara teori tidak. Alasan yang mungkin

untuk hal ini adalah kesalahan praktikan dalam bekerja.

Pada uji Hopkins cole, uji positif ditunjukkan oleh albumin, gelatin, kasein, dan

pepton, dengan ditunjukkan oleh adanya cincin berwarna ungu. Uji ini spesifik

untuk protein yang mengandung Triptofan. Triptofan akan berkondensasi

dengan aldehid bila ada asam kuaat sehngga membentuk cincin berwarna

ungu.

Protein yang mengandng sedikitnya satu gugus karboksil dan gugus asam

amino bebas akan bereaksi dengan ninhidrin membentuk persenyawaan

berwarna. Uji ini bersifat umum untuk semua asam amino, dan menjadi dasar

penentuan kuantitatif asam amino. Pada uji ini, hanya kasein yang

menunjukkan uji negatif terhadap ninhidrin. Hal ini disebabkan karena pada

kasein tidak mengandung sedikitnya satu gugus karboksil dan amino yang

terbuka.

Sistein dan Metionin merupakan asam amino yang mengandung atom S pada

molekulnya.. Reaksi Pb-asetat dengan asam-asam amino tersebut akan

membentuk endapan berwarna kelabu, yaitu garam PbS. Penambahan NaOH

dalam hal ini adalah untuk mendenaturasikan protein sehingga ikatan yang

menghubungkan atom S dapat terputus oleh Pb-asetat membentuk PbS. Dari

semua bahan yang diuji, hanya albumin yang membentuk endapan PbS,

sehingga dapat disimpulkan albumin mengandung Sistein ataupun Metionin.

Inti benzena dapat ternitrasi oleh asam nitrat pekat menghasilkan turunan

nitrobenzena. Fenilalanin, Tirosin, dan Triptofan yang mengandung inti

benzena pada molekulnya juga mengalami reaksi dengan HNO3 pekat. Untuk

perbandingan, dapat ditunjukkan oleh fenol yang bereaksi membentuk

nitrobenzena. Hasil uji menunjukkan bahwa dari semua bahan, hanya kasein

yang tidak mengandung asam amino yang mempunyai inti benzena pada

molekulnya. Tetapi hal ini patut dipertanyakan, karena dari data-data yang

diperoleh pada uji millon dan uji Hopkins cole, kasein mengandung tirosin dan

triptofan. Salah satu alasan yang mungkin adalah karena kesalahan kerja

praktikan dalam mengamati warna yang terbentuk selama reaksi.

Pada uji biuret, semua protein yang diujikan memberikan hasil positif. Biuret

bereaksi dengan membentuk senyawa kompleks Cu dengan gugus -CO dan -NH

pada asam amino dalam protein. Fenol tidak bereaksi dengan biuret karena

tidak mempunyai gugus -CO dan -NH pada molekulnya.

Protein yang tercampur oleh senyawa logam berat akan terdenaturasi. Hal ini

terjadi pada albumin yang terkoagulasi setelah ditambahkan AgNO3 dan Pb-

asetat. Senyawa-senyawa logam tersebut akan memutuskan jembatan garam

dan berikatan dengan protein membentuk endapan logam proteinat. Protein

juga mengendap bila terdapat garam-garam anorganik dengan konsentrasi

yang tinggi dalam larutan protein. Berbeda dengan logam berat, garam-garam

anorganik mengendapkan protein karena kemampuan ion garam terhidrasi

sehingga berkompetisi dengan protein untuk mengikat air. Pada percobaan,

endapan yang direaksikan dengan pereaksi millon memberikan warna merah

muda, dan filtrat yang direaksikan dengan biuret berwarna biru muda. Hal ini

berarti ada sebagian protein yang mengendap setelah ditambahkan garam.

Pada uji koagulasi, endapan albumin yang terjadi setelah penambahan asam

asetat, bila direaksikan dengan pereaksi millon memberikan hasil positif. Hal

ini menunjukkan bahwa endapan tersebut masih bersifat sebagai protein,

hanya saja telah terjadi perrubahan struktur tersier ataupun kwartener,

sehingga protein tersebut mengendap. Perubahan struktur tesier albumin ini

tidak dapat diubah kembali ke bentuk semula, ini bisa dilihat dari tidak

larutnya endapan albumin itu dalam air.

Pada uji pengendapan oleh alkohol, hanya tabung-tabung yang mengandung

asam (ber-pH rendah) yang menunjukkan pengendapan protein. Pada protein,

ujung C asam amino yang terbuka dapat bereaksi dengan alkohol dalam

suasana asam membentuk senyawa protein ester. Pembentukan ester ini

ditunjukkan oleh adanya endapan yang terbentuk.

Protein akan terdenaturasi atau mengendap bila berada pada titik isolistriknya,

yaitu pH dimana jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan

negatifnya. Pada uji denaturasi, protein yang dilarutkan dalam buffer asetat pH

4,7 menunjukkan adanya endapan. Protein yang dilarutkan dalam HCl maupun

NaOH, keduanya tidak menunjukkan adanya pengendapan, namun setelah

ditambahkan buffer asetat dengan volume berlebih, protein pun mengendap

hal ini menunjukkan bahwa protein albumin mengendap pada titik isolistriknya,

yaitu sekitar pH 4,7.

Kesimpulan

Protein dan asam amino memberikan reaksi yang bersifat khas, bukan hanya

bagi gugus amino dan gugus karboksil bebas, tetapi juga bagi gugus R yang

terkandung di dalamnya. Protein dapat bereaksi dengan pereaksi-pereaksi lain

seperti juga asam amino yang menjadi penyusunnya. Protein dapat mengendap

atau terdenaturasi oleh logam berat, garam-garam anorganik, rusaknya

struktur tersier dan kwartener, serta karena berada pada titik isolistriknya.

Daftar Pustaka

Girindra, A. 1986. Biokimia I. Gramedia, Jakarta.

Lehninger, A. 1988. Dasar-dasar Biokimia. Terjemahan Maggy Thenawidjaya.

Erlangga, Jakarta