Download - MAKALAH BIOKIMIA.docx
BIOKIMIA
PROTEIN
(Struktur Asam Amino, Penggolongan Asam Amino, Peptida dan Ikatan Peptida, Penggolongan dan Fungsi Protein)
DISUSUN OLEH:
KELOMPOK 5:
1. RIA ALMARETA (34 2013 154)2. WIWIN TIALFI (34 2013 130)
3. SHINTA DWI PARAMITHA (34 2013 128 )4. SUTARNI (34 2013 131)
Semester/kelas : III/D
Dosen pengampu: Lia Auliandari, S.Si., M.Sc.
Program Studi : Pendidikan Biologi
FAKULTAS KEGURUAN dan ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG
TAHUN 2014
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 1
Pembahasan
1. Struktur Asam Amino
Sumber: id.wikipedia.org.
Asam amino merupakan molekul yang digunakan untuk
membangun protein. Semua asam amino memiliki atom karbon pusat
dikelilingi oleh atom hidrogen, gugus karboksil (COOH), gugus amino
(NH2), dan Group-R. Ini adalah Group-R atau rantai samping yang
berbeda antara 20 asam amino. Asam amino esensial adalah mereka yang
tubuh Anda tidak dapat membuat. Tubuh Anda dapat membuat asam
amino nonesensial. Asam amino merupakan turunan asam karboksilat
yang mengandung gugus amina. Jadi setiap molekul asam amino
sekurang-kurangnya mengandung dua buah gugus fungsional, yaitu gugus
karboksil (-COOH) dan gugus amina(-NH2). Asam amino dapat diperoleh
dari hasil hidrolisis protein. Struktur asam amino mengandung gugus -
NH2 yang terikat pada atom C alfa (a), yaitu atom C yang terikat pada
gugus karboksil.
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 2
20 Struktur Asam Amino
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 3
2. Penggolongan Asam Amino
Penggolongan Asam Amino dapat digolongkan berdasarkan gugus
R. mengamati struktur ke 20 asam amino yang ditemukan pada protein,
pada kenyataannya asam amino dapat digolongkan menjadi beberapa
golongan berdasarkan sifat-sifat kanndungan gugus R, terutama
polaritasnya yakni kecenderungan molekul untuk berinteraksi dengan air
pada pH biologi (dekat pH 7). Gugus R pada asam amino bervariasi
polaritasnya, mulai dari gugus R yang sama sekali tidak polar atau
hidrofobik (tidak menyukai air) sampai bersifat amat polar atau hidrofilik
(menyukai air).
Terdapat empat golongan asam amino yaitu: Golongan dengan
gugus R nonpolar atau hidrofobik, golongan dengan gugus R polar, tetapi
tidak bermuatan, golongan dengan gugus R bermuatan negative, dan
golongan dengan gugus R bermuatan positif. Didalam tiap-tiap golongan
terdapat urutan polaritas, ukuran dan bentuk gugus R.
No. Gugus R nonpolar Gugus R polar, tetapi
tidak bermuatan
Gugus R bermuatan
negative
Gugus R
bermuatan
positif
1. Alanin Asparagin Asam aspartat Arginin
2. Isoleusin Sistein Asam glutamat Histidin
3. Leusin Glutamin Lisin
4. Metionin Glisin
5. Fenilalanin Serin
6. Prolin Treonin
7. Triptofan Tirosin
8. Valin
a. Asam Amino Gugus R Nonpolar
Termasuk dalam golongan non polar karena asam-asam amino ini
membentuk suatu kelompok di dalam air untuk menghindari terjadinya
kontak dengan air (hidrofobik).
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 4
Golongan ini meliputi lima asam amino dengan gugus R alifatik yaitu:
1.) Alanin
Alanin (Ala) merupakan salah satu asam amino bukan esensial, alanina
dapat berperan dalam pengenalan substrat atau spesifisitas, khususnya
dalam interaksi dengan atom nonreaktif seperti karbon. Dalam proses
pembentukan glukosa dari protein, alanina berperan dalam daur
alanina.
2.) Valin
Valina adalah salah satu dari 20 asam amino penyusun protein yang
dikode oleh DNA, Valina diproduksi dengan menggunakan treonin
sebagai bahan baku. Sumber pangan yang kaya akan valina mencakup
daging, telur, susu, keju dan biji-bijian yang mengandung minyak.
3.) Leusin
Leusina merupakan asam amino yang paling umum dijumpai pada
protein. Ia mutlak diperlukan dalam perkembangan anak-anak dan
dalam kesetimbangan nitrogen bagi orang dewasa. Ada dugaan bahwa
leusina berperan dalam menjaga perombakan dan pembentukan protein
otot.
4.) Prolin
Prolina merupakan satu-satunya asam amino dasar yang memiliki dua
gugus samping yang terikat satu-sama lain. Fungsi terpenting prolina
tentunya adalah sebagai komponen protein. Prolina dibuat dari asam L-
glutamat dengan prekursor suatu asam imino.
5.) Isoleusin
Isoleusina adalah satu dari asam amino penyusun protein yang dikode
oleh DNA.
b. Golongan dengan lingkaran aromatik yaitu:
1.) Fenilalanin
Fenilalanina adalah suatu asam amino penting dan banyak terdapat
pada makanan, yang bersama-sama dengan asam amino tirosin dan
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 5
triptofan merupakan kelompok asam amino aromatik yang memiliki
cincin benzena.
2.) Triptofan
Triptofan merupakan satu dari 20 asam amino penyusun protein yang
bersifat esensial bagi manusia. Bentuk yang umum pada mamalia
adalah, seperti asam amino lainnya. Triptofan adalah prekursor
melatonin (hormon perangsang tidur), serotonin (suatu transmiter pada
sistem saraf) dan niasin (suatu vitamin).
c. Golongan yang mengandung Sulfur yaitu:
1. Metioin
Metionina, bersama-sama dengan sistein, adalah asam amino yang
memiliki atom S. Asam amino ini penting dalam sintesis protein
(dalam proses transkripsi, yang menerjemahkan urutan basa nitrogen
di DNA untuk membentuk RNA) karena kode untuk metionina sama
dengan kode awal (start) untuk suatu rangkaian RNA.
d. Asam Amino Gugus R Polar tidak bermuatan
Gugus R dari asam amino polar lebih larut dalam air, atau lebih hidrofilik,
dibandingkan dengan asam amino nonpolar, karena golongan ini
mengandung gugus fungsionil yang membentuk ikatan hidrogen dengan
air. Golongan ini meliputi:
1.) Asparagin
Asparagin adalah asam amino pertama yang berhasil diisolasi.
Namanya diambil karena pertama kali diperoleh dari jus asparagus.
Asparagina diperlukan oleh sistem saraf untuk menjaga kesetimbangan
dan dalam transformasi asam amino. Ia berperan pula dalam sintesis
amonia. Sumber dari daging, telur, dan susu.
2.) Sistein
Sistein merupakan asam amino bukan esensial bagi manusia yang
memiliki atom S, bersama-sama dengan metionin. Sisteina dan
metionin pada protein juga berperan dalam menentukan konformasi
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 6
protein karena adanya ikatan hidrogen pada gugus tiol. Sumber utama
sisteina pada makanan adalah cabai, bawang putih, bawang bombay,
brokoli, haver, dan inti bulir gandum (embrio).
3.) Glutamin
Glutamin adalah satu dari 20 asam amino yang memiliki kode pada
kode genetik standar. Rantai sampingnya adalah suatu amida.
Glutamina dibuat dengan mengganti rantai samping hidroksil asam
glutamat dengan gugus fungsional amina.
4.) Glisin
Glisina atau asam aminoetanoat adalah asam amino alami paling
sederhana. Glisina merupakan asam amino yang mudah menyesuaikan
diri dengan berbagai situasi karena strukturnya sederhana.
5.) Serina
Serina merupakan asam amino penyusun protein yang umum
ditemukan pada protein hewan. Serina penting bagi metabolisme
karena terlibat dalam biosintesis senyawa-senyawa purin dan
pirimidin, sistein, triptofan (pada bakteria), dan sejumlah besar
metabolit lain.
6.) Treonin
Treonina merupakan salah satu dari 20 asam amino penyusun protein.
Bagi manusia, treonina bersifat esensial. Tubuh manusia tidak
memiliki enzim pembentuk treonina namun manusia memerlukannya,
sehingga treonina esensial bagi manusia. Treonina banyak terkandung
pada produk-produk dari susu, daging, ikan, dan biji wijen.
7.) Tirosin
Tirosina karena ditemukan pertama kali dari keju merupakan satu dari
20 asam amino penyusun protein. Ia memiliki satu gugus fenol (fenil
dengan satu tambahan gugus hidroksil, tirosina memiliki peran kunci
dalam pengaktifan beberapa enzim tertentu melalui proses fosforilasi
(membentuk fosfotirosina). Bagi manusia, tirosina merupakan
prekursor hormon tiroksin
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 7
e. Asam Amino Mempunyai Gugus R yang bermuatan Negatif (Asam)
1.) Asam aspartat
Asam aspartat merupakan satu dari 20 asam amino penyusun protein.
Asparagin merupakan asam amino analognya karena terbentuk melalui
aminasi aspartat pada satu gugus hidroksilnya.
Asam aspartat bersifat asam, dan dapat digolongkan sebagan asam
karboksilat.
2.) Asam glutamate
Asam glutamat termasuk asam amino yang bermuatan polar bersama-
sama dengan asam aspartat. Asam glutamat dapat diproduksi sendiri
oleh tubuh manusia sehingga tidak tergolong esensial.
f. Asam Amino Mempunyai Gugus R yang bermuatan Positif (Basa)
1.) Lisin
Lisina merupakan asam amino penyusun protein yang dalam pelarut
air bersifat basa, seperti juga histidin. Lisina tergolong esensial bagi
manusia dan kebutuhan rata-rata per hari adalah 1- 1,5 g.
2.) Arginin
Asam amino arginin memiliki kecenderungan basa yang cukup tinggi
akibat eksesi dua gugus amina pada gugus residunya. Asam amino ini
tergolong setengah esensial bagi manusia dan mamalia lainnya,
tergantung pada tingkat perkembangan atau kondisi kesehatan.
3.) Histidin
Histidina merupakan satu dari 20 asam amino dasar yang ada dalam
protein. Bagi manusia histidina merupakan asam amino yang esensial
bagi anak-anak. Fungsi Histidina menjadi prekursor histamin, suatu
amina yang berperan dalam sistem saraf, dan karnosin, suatu asam
amino.
Penggolongan asam amino berdasarkan esensial dan nonesensial.
Asam amino esensial adalah asam amino yang harus ada dalam makanan
sehari-hari seperti sayur-sayuran hijau, kacang-kacangan, daging, dan lain
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 8
sebagainya karena tubuh tidak dapat membuat atau mensintesis asam amino
tersebut. Sedangkan asam amino nonesensial merupakan asam amino yang
tidak harus ada dalam makanan karena tubuh dapat membuat asam amino
tersebut.
Kelompok Asam Amino Esensial
No Nama Singkatan1 Arginin Arg2 Histidin His3 Isoleusin Ile4 Leusin Leu5 Lisin Lys6 Metionin Met7 Fenilalanin Phe8 Treonin Thr9 Triptofan Try10 Valin Val
Kelompok Asam Amino Non Esensial
No Nama Singkatan
1 Alanin Ala
2 Asparagin Asn
3 Asam aspartat Asp
4 Sistein Cys
5 Asam Glutamat Glu
6 Glutamin Gln
7 Glisin Gly
8 Prolin Pro
9 Serin Ser
10 Tirosin Tyr
3. Peptida dan Ikatan Peptida
3.1 Pengertian Peptida
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 9
Peptida merupakan molekul yang terbentuk dari dua atau lebih
asam amino. Jika jumlah asam amino masih di bawah 50 molekul
disebut peptida, namun jika lebih dari 50 molekul disebut dengan
protein. Asam amino saling berikatan dengan ikatan peptida. Ikatan
peptida terjadi jika atom nitrogen pada salah satu asam amino
berikatan dengan gugus karboksil dari asam amino lain. Peptida
terdapat pada setiap makhluk hidup dan berperan pada beberapa
aktivitas biokimia.
Peptida dapat dikelompokkan menurut kemiripan struktur dan fungsinya:
a. Peptida Ribosomal
Peptida ribosomal disintesis dari translasi mRNA. Peptida ini berfungsi
sebagai hormon dan molekul signal pada organisme tingkat tinggi. Secara
umum, peptida ini mempunyai strukstur linear.
b. Peptida non-Ribosomal
Peptida non-Ribosomal disintesis dengan kompleks enzim. Peptida ini
terdapat pada organisme uniselular, tanaman, dan fungi. Pada peptida ini
terdapat struktur inti yang kompleks dan mengandung pengaturan yang
berbeda-beda untuk melakukan manipulasi kimia untuk menghasilkan
suatu produk. Secara umum, peptida ini berbentuk siklik, walaupun ada
juga yang berbentuk linear.
c. Peptida Hasil Digesti (Digested peptides)
Peptida ini terbentuk dari hasil proteolisis non-spesifik dalam siklus
digesti. Peptida hasil digesti secara umum merupakan peptida ribosomal,
akan tetapi tidak dibentuk dari translasi mRNA. Peptida ini juga dapat
dibentuk dari protein [yang didigesti dengan proteasespesifik, seperti
digesti trypsin yang sering dilakukan sebelum mass spectrometry peptide
analysis.
3.2 Ikatan Peptida
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 10
Ikatan peptida adalah jenis ikatan kovalen yang hanya ditemukan
dalam molekul protein. Ikatan ini menyatukan asam amino sama untuk
menciptakan rantai peptida, yang kemudian bergabung bersama-sama
untuk membentuk protein. Membentuk ikatan kovalen ketika satu atom
dalam molekul berbagi satu, dua atau tiga elektron dengan sebuah atom
dari molekul lain. Jenis ikatan yang kuat dan bisa sulit untuk mematahkan.
Ketika ikatan peptida terbentuk antara asam amino, molekul air hilang.
Jenis reaksi ini disebut reaksi kondensasi. Molekul air (H2O) yang dibuat
oleh hilangnya hidroksil (OH-) dari gugus karboksil dan atom hidrogen
(H) dari gugus amino.
Fakta bahwa semua asam amino ikatan bersama-sama dengan cara
ini adalah salah satu faktor yang menentukan bentuk protein yang dibuat.
Ikatan peptida tunggal terjadi antara masing-masing pasangan asam amino.
Protein juga disebut polipeptida seperti yang sering terdiri dari puluhan
bahkan ratusan asam amino yang telah bergabung bersama menjadi rantai
peptida. Ini berarti bahwa protein mengandung banyak ikatan peptida.
Untuk memecahkan ikatan peptida, reaksi hidrolisis kebalikan dari reaksi
kondensasi harus terjadi. Reaksi hidrolisis terjadi ketika membelah protein
menjadi rantai peptida, atau peptida menjadi asam amino tunggal. Dalam
hidrolisis, molekul air ditambahkan ke ikatan peptida, menyebabkan air
untuk membagi. Gugus hidroksil (OH-) menempel pada gugus karboksil
satu asam amino, dan atom hidrogen (H) menempel pada gugus amino
yang lain.
Ikatan peptida sangat stabil, yang berarti mereka sulit untuk pecah.
Hal ini penting bagi protein, karena mereka memainkan peran penting
dalam sebagian besar makhluk hidup. Sebagai contoh, protein yang
disebut enzim mengontrol hampir semua reaksi kimia dalam makhluk
hidup. Juga, bentuk protein sangat penting untuk seberapa baik yang
berfungsi protein. Urutan asam amino yang membentuk protein, serta
kekuatan ikatan peptida, merupakan faktor dalam menentukan dan
mempertahankan bentuk dari setiap jenis tertentu protein.
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 11
4. Penggolongan dan Fungsi Protein.
4.1 Penggolongan Protein
4.1.1 Klasifikasi Protein Berdasarkan Fungsi Biologisnya:
a. Protein transport merupakan protein yang mengikat dan memindahkan
molekul atau sel darah merah mengikat oksigen di paru-paru dan
mengedarkannya ke seluruh tubuh.
b. Protein natrium (penyimpan) adalah protein yang berfungsi mengubah
energi kimia menjadi energy gerak. Misalnya, aktin dan myosin yang
berperan dalam system kontraksi otot rangka.
c. Protein struktur adalah protein yang berperan dalam kekuatan struktur
biologi atau perlindungan. Misalnya, kalagen (banyak terdapat pada
rambut, kuku, bulu burung), fibrion (komponen utama pada serat surat dan
jarring laba-laba).
d. Protein pertahanan adalah protein yang melindungi organisme terhadap
serangan organisme lain (penyakit). Misalnya, imunoglobin atau anti bodi
dapat menetralkan protein asing ilepaskan oleh bakteri dan virus.
e. Protein pengatur, yaitu protein yang berfungsi mengatur aktivitas seluler
atau fisiologi. Contohnya: ialah hormone, seperti insulin yang mengatur
metabolism gula darah. Kekurangan insulin akan menyebabkan penyakit
diabetes. Contoh lain adalah hormone pertumbuhan dan hormone sex.
f. Protein kontraktil, yaitu protein yang memberikan kemampuan pada sel
dan organisme untuk mengubah bentuk atau bergerak. Contohnya ialah
aktin dan myosin, yaitu protein yang berperan dalam system kontraksi otot
kerangka.
4.1.2 Protein Berdasarkan Komposisi Kimia
Berdasarkan komposisi kimianya, protein dibedakan atas
protein sederhana dan protein konjugasi. Protein sederhana hanya
teriri atas asam amino, dan tidak ada gugus kimia lain. Bagian yang
bukan asam amino dari protein konjugasi disebut gugus prostetik.
Protein konjugasi digolongkan berdasarkan jenis gugus prostetiknya.
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 12
4.1.3 Protein Berdasarkan Bentuk
Berdasarkan bentuknya protein dibedakan atas protein globular
dan protein serabut. Pada protein globular rantai atau rantai-rantai
polipeptidanya berlipat rapat menjadi bentuk globular atau bulat padat.
Protein globular biasanya larut dalam air dan mudah berdifusi. Hampir
semua protein globular mempunyai fungsi gerak atau dinamik, seperti
enzim, protein transpor darah,dan antibodi. Protein serabut tidak larut
dalam air. Hampir semua protein serabut mempunyai fungsi struktural
atau pelindung. Contohnya adalah α-keratin pada rambut dan
wol,fibroin dari sutera, dan kolagen dari urat.
4.2 Fungsi protein
a. Sebagai Enzim
Hampir semua reaksi biologis dipercepat atau dibantu oleh suatu
senyawa makromolekul spesifik yang disebut enzim, dari reaksi
yang sangat sederhana seperti reaksi transportasi karbon dioksida
sampai yang sangat rumit seperti replikasi kromosom. Protein
besar peranannya terhadap perubahan-perubahan kimia dalam
sistem biologis.
b. Alat Pengangkut dan Penyimpan
Banyak molekul dengan kecil serta beberapa ion dapat diangkut
atau dipindahkan oleh protein-protein tertentu. Misalnya
hemoglobin mengangkut oksigen dalam eritrosit, sedangkan
mioglobin mengangkut oksigen dalam otot. Pengatur pergerakan
Protein merupakan komponen utama daging, gerakan otot terjadi
karena adanya dua molekul protein yang saling bergeseran.
c. Penunjang Mekanis
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 13
Kekuatan dan daya tahan robek kulit dan tulang disebabkan adanya
kolagen, suatu protein berbentuk bulat panjang dan mudah
membentuk serabut. Pertahanan tubuh atau imunisasi Pertahanan
tubuh biasanya dalam bentuk antibodi, yaitu suatu protein khusus
yang dapat mengenal dan menempel atau mengikat benda-benda
asing yang masuk ke dalam tubuh seperti virus, bakteri, dan sel- sel
asing lain.
d. Media Perambatan Impuls Syaraf
Protein yang mempunyai fungsi ini biasanya berbentuk reseptor,
misalnya rodopsin, suatu protein yang bertindak sebagai reseptor
penerima warna atau cahaya pada sel-sel mata.
e. Pengendalian Pertumbuhan
Protein ini bekerja sebagai reseptor (dalam bakteri) yang dapat
mempengaruhi fungsi bagian-bagian DNA yang mengatur sifat dan
karakter bahan.
Daftar Pustaka
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 14
Lehninger.1982.Dasar-Dasar Biokimia.Jakarta:Erlangga.
Syukri.1999.Kimia Dasar 3.Bandung:ITB.
http://id.wikipedia.org/wiki/Peptida
http://www.academia.edu/5775964/PEPTIDA
Biokimia-Protein & Asam Amino Hal. 15