Uji Pengendapan Protein oleh Logam Berat

Uji Pengendapan Protein oleh Logam Berat

Dewi Susylowati (0803061001)Widhiarty Soetopo (0803061003)Dewa Ayu Angga Pebriani (0803061010)

ABSTRAK

Protein merupakan komponen utama semua sel hidup. Protein ini berfungsi sebagai pembentuk struktur sel yangn menghasilkan hormon, enzim, dan lain-lain. Ditinjau dari segi kimia protein merupakan suatu senyawa polimer dari asam-asam amino dengan berat molekul yang tinggi (104 sampai 106).Ditinjau dari unsur yang menyusun, protein terdiri atas unsur-unsur C, H, O, dan N. Beberapa diantara protein juga mengandung belerang, fosfor dan beberapa unsur logam 50 seperti seng, besi, dan tembaga. Banyaknya unsur N dalam suatu bahan pangan merupakan kriteria penetapan protein. Banyaknya nitrogen rata-rata dalam protein berkisar 16%. Protein banyak terdapat dalam kulit, rambut, otot, putih telur, dan sutera.Protein sering kali dipakai sebagai obat penawar keracunan logam-logam berat seperti merkuri, tembaga, dan lain-lain. Hal ini disebakan karena adanya reaksi pengendapan.

Kata kunci: protein, logam berat, pengendapan

PENDAHULUAN

Protein merupakan molekul organik terbanyak di dalam sel, yaitu kurang lebih 50%

dari berat kering sel, dan dapat ditemui dalam setiap bagian dari sel, karena protein

merupakan aspek dasar dari semua struktur sel dan fungsi sel. Berbagai protein mempunyai

fungsi biologis yang berbeda. Lagi pula, sebagian besar informasi genetik diekspresikan

dengan protein. Oleh karena itu, kita juga harus menyelidiki hubungan antara sifat umum

genetik, asam deoksiribonukleat (DNA) dan struktur protein, demikian juga efek mutasi

terhadap struktur protein. Hubungan struktur molekul protein dengan fungsi biologis protein

serta aktivitas protein merupakan problema pusat bidang biokimia masa kini.

Protein adalah polimer dari sekitar 21 asam amino yang berlainan

disambungkan dengan ikatan peptida. Karena keragaman rantai samping yang

terbentuk jika asam-asam amino tersebut disambung-sambungkan, protein yang

berbeda dapat mempunyai sifat kimia yang berbeda dan struktur Sekunder dan tersier

yang sangat berbeda. Berbagai asam amino yang disambungkan membentuk rantai

peptida. Peptida-peptida menjadi penyusun protein.

Dalam molekul-molekul protein, residu asam amino diikat secara kovalen membentuk

rantai-rantai panjang linier. Residu-residu asam amino tersebut ditata secara "head to tail"

melalui ikatan peptida hasil eliminasi air dari gugus karboksilat satu asam amino dan gugus

a-amino asam amino berikutnya. Makromolekul yang terbentuk ini disebut polipeptida, yang

mengandung ratusan unit asam amino. Beberapa protein mengandung hanya satu rantai

polipeptida ; Lainnya mengandung dua atau lebih rantai polipeptida. Rantai-rantai polipeptida

protein bukan merupakan polimer-polimer acak dengan panjang tertentu ; setiap rantai

polipeptida mempunyal bobot molekul, komposisi kimia, orde urutan building block asam

amino, serta bentuk tiga dimensi tertentu.

Protein telur merupakan salah satu dari protein berkualitas terbaik dan

dianggap mempunyai nilai biologi 100. Protein ini dipakai seeara luas sebagai

standar, dan bilangan nisbah efisiensi protein (NEP) kadang-kadang menggunakan

putih telur sebagai standar.

Protein serealia pada umumnya tidak mengandung lisina dan treonina.

Kedele merupakan sumber lisina yang baik tetapi tidak mengandung metionina.

Protein biji kapas tidak mengandung lisina dan protein kaeang tanah tidak

mengandung metionina dan lisina. Protein kentang meskipun

Ukuran Molekul Protein

Bobot molekul protein dapat ditentukan dengan metode fisika. Beberapa bobot

molekul protein ditunjukkan pada tabel 4.1, bobot molekul protein terse but bervariasi antara

5.000 yang merupakan bobot molekul protein terendah sampai satu juta atau lebih. Walaupun

demikian, diantara protein-protein dengan fungsi sama, kita tidak dapat menarik kesimpulan

mengenai ukuran bobot molekulnya. Berbagai enzim misalnya, bobot molekulnya dapat

berbeda dari 12.000 sampai satu juta lebih.

Tabel 8.1 juga menunjukkan protein-protein dengan bobot molekul di atas 36.000

mengandung dua atau lebih rantai polipeptida. Rantai-rantai polipeptida individual dari

kebanykana protein yang strukturnya telah dikenal mengandung 100 sampai 300 residu asam

amino (bobot molekul 12.000 sampai 36.000). Rantai polipeptida tunggal dari ribonuklease,

cvtokrom c dan mvoqlobin misalnya mengandung antara 100 sampai 300 residu asam amino.

Beberapa protein lain seperti serum albumin mempunyai rantai polipeptida yang lebih

panjang dengan residu asam amino mendekati 550, sedangkan myosin mengandung residu

asam amino yang mendekati 1.800 .

Tabel 8.1. Bobot Molekul Beberapa Protein

Protein

Sobot molekul Jumlah Rantai

Insulin (sapi)

Ribonuklease (pancreas sapi) Lyzozim (putih

telur)

Myoglobin (jantung kuda) Kimotripsinogen

(pancreas sapi) B-Lactoglobulin (sapi)

Hemoglobin (manusia) Heksokinase (ragi)

Tryptofan sintetase (E. coli) Aspartat

transkarbamoilase (E. coli) Glikogen fosforilase

(hati sapi)

Kompleks piruvat dehidrogenase (ginjal sapi)

Virus mosaik tembakau

5.700 12.600

13.900 16.900

23.200 35.000

64.500

102.000 159.000

310.000 370.000

7.000.000

40.000.000

2

1

1

1

1

2

4

2

4

12

4

160

2130

Berbagai protein telah diisolasi dalam bentuk kristal. Semua mengandung karbon

(C) , hydrogen (H), nitrogen (N) dan oksigen (O) ; hampir semua protein mengandung sulfur.

Bebarapa protein mengandung elemen tambahan, seperti fosfor, besi, seng dan tembaga.

Bobot molekul protein sangat besar, tetapi hidrolisis asam semua protein menghasilkan

sekelompok senyawa organik sederhana dengan bobot molekul rendah, yaitu asam amino a.

Molekul-molekul building block ini minimum mengandung satu gugus karboksilat dan satu

gugus a-amino, serta satu gugus rantai samping R yang berbeda. Umumnya 20 jenis asam

amino berbeda ditemui sebagai building block protein.

Klasifikasi Protein

Berdasarkan komposisi protein dibagi menjadi dua kelompok utama, yaitu protein

sederhana dan protein kon juga si. Protein sederhana adalah protein yang pada hidrolisis hanya

menghasilkan asam-asam amino. Kelompok protein ini umumnya mengandung kurang lebih

50 % karbon, 7 % hidrogen, 23 % oksigen, 16 % nitrogen dan 0 - 3 % sulfur. Kelompok

protein konjugasi adalah protein yang pada hidrolisis tidak hanya menghasilkan asam-asam

amino, tetapi juga komponen organik dan komponen anorganik lain, yang disebut ququs

prostetik dari protein. Berdasarkan sifat kimia gugus pros~tiknya, protein konjugasi dapat

dikelompokan menjadi nukleoprotein, lipoprotein, karena mengandung gugus prostetik asam

nukleat dan lipid. Juga dikenal fosfoprotein, metalloprotein dan glucoprotein

Berdasarkan konformasi protein dibagi menjadi tiga kelompok utama, yaitu protein

serat, protein qlobular, protein denqan konformasi antara protein serat dan protein globular.

Protein serat dibangun oleh rantai-rantai polipeptida yang ditata sejajar sepanjang satu

sumbu. Secara fisik protein serat sangat kaku, kuat dan tak larut dalam air atau larutan garam

encer.

Protein serat ini merupakan elemen struktur dasar jaringan ikat hewan tingkat tinggi.

Misalnya kolagen dari tendon dan matriks tulang, keratin, rambut, tanduk, kuku dan bulu

serta elastin dari jaringan yang elastik. Sebaliknya dalam protein globular, protein kelompok

dua, rantai-rantai polipeptida melipat ke dalam menjadi bentuk globular atau bola yang

kompak

Kebanyakan protein globular larut dalam sistem air. Umumnya protein ini

mempunyai fungsi yang mobil dan dinamik di dalam sel. Dari sebanyak 2.000 enzim-enzim

yang dikenal, sejumlah hormon, serum, albumin dan hemoglobin, semuanya termasuk protein

globular. Protein kelompok tiga, protein dengan konformasi antara protein serat dan protein

globular, strukturnya berbentuk seperti batang menyerupai protein serat tetapi menunjukkan

sifat larut dalam larutan garam, seperti protein globular.

Asam Amino

Sesuai namanya asam amino terdiri atas.2 macam gugus yang khas, yaitu gugus

amino (-NH2) dan gugus Karboksil ( -COOH). Asam-asam amino yang membentuk zat putih

telur umumnya tergolong struktur a. (alfa). Berdasarkan sifat mutarotasi-nya asam amino ada

2 yaitu L-asam amino yakni yang memutar bidang polarisasi ke kiri dan D-asam amino yakni

yang memutar bidang rotasi ke kanan..

L-Asam amino

R = gugus rantai carbon

D-Asam amino

Asam amino yang sudah diketahui seluruhnya ada 21 macam asam amino. Struktur,

nama dan sifat khas (Ciri rantai samping) disajikan pada Sub bab 8.4.2.

Asam amino yang sederhana mempunyai :2 gugus fungsional –NH2 dan -COOH

misalnya : glikokol atau glisin (H2 N-CH2 –COOH). Selain pada atom-C gugus amino kadang

kadang terdapat juga gugus alifatik atau aromatik

a.       Susunan Asam Amino Dalam Membentuk Peptida Protein

Asam amino juga dapat dikelompokkan berdasarkan sifat kimia rantai

sampingnya (Krull dan Wall, 1969). Rantai samping dapat bersifat polar atau

nonpolar. Kandungan bagian asam amino polar yang tinggi dalam protein

meningkatkan kelarutannya dalam air. Rantai samping yang paling polar ialah rantai

samping asam amino basa dan asam amino asam. Asam-asam amino ini terdapat

dalam albumin dan globulin yang larut air dengan aras yang tinggi.

Asam amino yang disambung-sambungkan dengan ikatan peptida

membentuk struktur primer protein. Susunan asam amino menentukan sifat struktut

sekunder dan tersier .Pada gilirannya, hal ini mempengaruhi secara bermakna sifat-

sifat fungsi protein makanan dan perilakunya selama pemrosesan

Gugus hidroksil dalam rantai samping dapat terlibat dalam pembentukan

ikatan ester dengan asam fosfat dan fosfat. Asam amino belerang dapat membentuk

ikatan sambung-silang disulfida antara rantai peptida yang bertetangga atau antara

bagian yang berlainan dalam rantai yang sama. Prolina dan hidroksiprolina

memaksakan pembatasan struktur yang bermakna terhadap geometri rantai peptida.

b.      Macam-macam Asam Amino

Klasifikasi asam amino menurut jumlah gugus asam (karboksil) dan basa (amino)

yang dimiliki adalah; (1) asam amino netral yaitu asam amino yang mengandung satu gugus

asam dan satu gugus amino; (2) asam amino asam (rantai cabang asam) yaitu asam amino

yang mempunyai kelebihan gugus asam dibandingkan dengan gugus basa; (3) asam amino

basa (rantai cabang basa) yaitu asam amino yang mempunyai kelebihan gugus basa; (4) asam

amino yang mengandung nitrogen imino pengganti gugus amino primer dinamakan asam

Immo.

b.1. Asam Amino Netral

Asam amino netral terdiri atas asam amino alifatik (rantai cabang terdiri atas

hidrokarbon), asam amino dengan rantai cabang hidroksil, asam amino dengan rantai cabang

aromatik dan asam amino dengan rantai cabang yang mengandung sulfur.

b.2. Asam Amino Asam

Beberapa asm amino mempunyi rantai cabang ( R ) yang mengandung gugus

asam.

b.3. Asam Amino Basa

Beberapa asm amino mempunyi rantai cabang ( R ) yang bersifat basa.

c.        Klasifikasi Asam Amino menurut Esensial dan Tidak Esensial

Dr. William Rose, (1917) seorang pionir dalam penelitian protein dengan

menggunakan berbagai campuran asam amino dan meneliti pengaruhnya terhadap

pertumbuhan tikus percobaan dan manusia, membagi asam amino dalam dua golongan, yaitu

asam amino esensial dan tidak esensial. Satu per satu asam amino dikeluarkan dari diet

semula yang terdiri atas campuran asam amino dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tikus

diamati. Pengeluaran beberapa asam amino tertentu ternyata mengganggu pertumbuhan,

sedangkan yang lain tidak. Ternyata ada sepuluh macam asam amino yang dibutuhkan tikus

untuk pertumbuhan yang tidak dapat disinresis tubuh. Asam amino ini dinamakan asam

amino esensial. Asam amino lain dinamakan asam amino tidak esensial. Asam amino tidak

esensial juga penring unruk pembentukan protein tubuh, tetapi asam amino ini bila tidak

terdapat dalam tubuh dapat disinresis tubuh dalam jumlah yang diperlukan.

Penelitian yang sarna kemudian dilakukan terhadap manusia, dengan menggunakan

campuran asam amino yang dianggap esensial untuk tikus. Satu per satu asam amino

dikeluarkan dari campuran tersebut, dan pengaruhnya terhadap keseimbangan nitrogen pada

manusia diamati. Ternyata ada sembilan jenis asam amino esensial untuk manusia yang

diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh. Kesembilan asam amino ini

tidak dapat disintesis tubuh, yang berarti harus ada dalam makanan sehari-hari.

Bila tubuh mengandung cukup nitrogen, tubuh mampu mensintesis sebelas jenis

asam amino lain, yaitu asam amino tidak esensial yang diperlukan untuk pertumbuhan dan

pemeliharaan jaringan tubuh. Nitrogen ini dapat berasal dari asam amino tidak esensial lain

atau dari asam amino esensial yang berlebihan. Belakangan asam amino tidak esensial dibagi

menjadi dua kelompok yaitu asam amino tidak esensial bersyarat (Conditional essential

amino acids) dan asam amino yang betul-betul tidak esensial (lihat Tabel 8.2.).

Tabel : Macam-macam Asam amino berdasar esensinya bagi tubuh :

AsamAmino

Esensial Tidak esensial bersyarat Tidak esensial

Leusin, Isoleusin, Valin,

Triptofan, Fenilalanin,

Metionin, Treonin,

Lisin, dan Histidin

Prolin , Serin, Arginin,

Tirosin, Sistein, Trionin,

dan Glisin

Glutamat, Alanin,

Aspartat, dan Glutamin

Ionisasi Protein yang Larut Dalam Air dan Asam amino

Seperti asam amino, protein yang larut dalam air akan rnernbentuk ion yang

rnernpunyai muatan positif dan negatif. Asam amino mempunyai gugus asam (-COOH) yang

bersifat asam menghasilkan ion H+ dan gugus amina (NH2) yang bersifat basa.

Dalam suasana asam molekul protein akan rnernbentuk ion positif, sedangkan dalam

suasana basa., akan rnembentuk ion negatif. Pada titik isolistrik protein mempunyai ion

muatan positif dan negatif yang sama. Ion demikian disebut dengan istilah Ion Zwitter atau

Amfoter

Pada ionsasi protein atau asam amino, ion muatan positif (kation) dan ion muatan

negative (kation) sama kuat, sehingga tidak bergerak ke arah elektroda positif. maupun

negative, apabila ditempatkan di.antara kedua elektroda tersebut.

Ionisasi protein dapat, digambarkan sebagai berikut :

Protein <======> H+ + “Protein”

Kation Ion zwitter

NH2- + “Protein” <======> Protein

Ion zwitter Anion

Peptida

Telah diketahui bahwa beberapa molekul asam amino dapat berikatan satu dengan

lain membentuk suatu senyawa yang disebut peptida. Apabila jumlah asam amino yang

berikatan tidak lebih dari sepuluh molekul disebut oligopeptida.

Peptida yang dibentuk oleh dua molekul asarn amino disebut dipeptida. Selanjutnya

tripeptida dan tetrapeptida ialah peptida yang terdiri atas tiga molekul dan empat molekul

asam amino. Delapan mo1ekul asam amino dengan demikian akan membentuk oktapeptida.

Polipeptida ialah peptida yang molekulnya terdiri dari banyak molekul asam amino.

Protein ialah suatu polipeptida yang terdiri atas lebih dariseratus asam amino.

a.       Tata Nama

Pada dasarnya suatu peptida ialah asil-asam amino. karena gugus -COOH dengan

gugus -NH2 membentuk ikatan peptida. Dari rumus suatu peptida ini tampak bahwa ada

gugus asil yang terikat pada asam amino.

Nama peptida diberikan betdasarkan atas jenis asam amino yang membentuknya.

Asam amino yang gugus karboksilnya 'bereaksi dengan gugus -NH2 diberi akhiran il

pada namanya. sedangkan urutan penamaan didasarkan pada, urutan asam

amino, dimulai dari asam amino ujung yang masih mempunyai gugus -NH2.

Agar tidak terlalu panjang menuliskan suatu nama peptida. digunakan singkatan nama

asam amino, yaitu dengan mengambil tiga huruf pertama dari nama asam amino-nya. Sebagai

contoh glisilalanin ditulis gly-ala-OH, sedangkan--" alanilserilleusin dapat ditulis ala-ser-leu-

OH.

b.      Sifat Peptida

Peptida diperoleh dengan cara hidrolisis protein yang tidak sempurna. Apabila peptida

yang terjadi dihidrolisis 1ebih lanjut, akan dihasilkan asam-asam amino. Suatu penta peptida

alanil-leusilsisteinil-tirosil-glisin atau yang ditulis secara singkat ala-leu-cys-tyrgly-OH pada

proses hidrolisis akan menghasilkan alanin, leusin, sistein, tirosin dan glisin.

Sifat peptida ditentukan oleh gugus -NH2 ' gugus -COOH dan gugus R. Sifat asam

dan' basa pada peptida ditentukan oleh gugus -COOH dan -NH2, namuo pada peptida rantai

panjang, gugus -COOH dan -NH2 yang terletak di ujung rantai tidak lagi berpengaruh.

Suatu peptida - juga mempunyai titik isolistrik seperti pada asam amino. Reaksi

biuret merupakan reaksi warna unrok peptida dan protein.

c.       Analisis dan Sintesis Peptida

Untuk memperoleh informasi tentang peptida tidak cukup dengan mengetahui jenis

dan banyaknya molekul asam amino yang membentuk peptida, tetapi diperlukan keterangan

tentang urutan asam-asam amino dalam molekul peptida. Salah satu cara untuk menentukan

urutan asam amino ini ialah degradasi Edman yang terdiri atas dua tahap reaksi, yaitu

pertama reaksi peptida dengan fenilisotiosianat dan reaksi kedua ialah pemisahan asam

amino ujung yang telah bereaksi dengan fenilisotiosianat'.

Asam amino ujung yang telah terpisah dari molekul peptida. terdapat sebagai

tiohidantoin tersubstitusi, yang dapat diidentifIkasi misalnya dengan kromatografi kertas.

Selanjutnya molekul peptida yang telah berkurang dengan satu molekul asam amino

direaksikan dengan fenilisotiosianat seperti semula, kemudian diuraikan. Proses ini diulangi

hingga' semua asam amino dapat diketahui jenis dan urutannya. Cara ini hanya digunakan

untuk menentukan peptida yang tidak terlalu 'panjang.

Untuk peptida yang panjang digunakan cara penguraian oleh enzim-enzim tertentu.

Sanger, seorang ahli biokimia Inggris, telah mendapatkan hadiah Nobel dalam ilmu kimia

atas hasil karyanya mengenai analisis urutan asam amino dalam insulin.

Dengan metode analisis yang makin disempumakan, beberapa peptida dan' protein

telah dapat diketahuistruktumya. Glutation, tripeptida yang terdapat pada otak dan berfungsi

sebagai koenzim pada enzim glioksalase adalah glutamilsisteinilglisin.

Peptida yang berfungsi sebagai hormon dalam kelenjar hipofisis antara lain. ialah

oksitasin dan vasopresin. Struktur kedua hormon ini telah diketahui dengan cara analisis.

Demikian pula harmon yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas yaitu insulin telah pula

diketahui rumusnya. Di samping itu penisilin, suatu antibiotika yang dihasilkan oleh jamur

Penicillium Notatum adalah suatu peptida.

Sintesis peptida pada dasarnya ialah mereaksikan gugus -COOH dengan gugus -NH2•

Pada umumnya untuk membentuk suatu amida dari asamnya ialah melalui pembentukan

klorida asam. Namun karena molekul asam amino sendiri juga mempunyai gugus -NH2,

maka gugus ini harus dilindungi terlebih dahulu. Setelah reaksi selesai; senyawa pelindung

dapat dilepaskan kembali

R-COOH

Asam

PCl3

à R-CO-Cl

Klorida Asam

NH2

à R-CO NH2

Amida

Cara demikian ini sukar dilakukan karena tiap kali hasil reaksi harus dimurnikan dahulu

sebelum direaksikan lebih lanjut.

Cara lain yang telah memperoleh pengembangan lebih lanjut ialah sintesis fase padat.

Dengan cara ini peptida dibentuk secara bertahap dengan jalan diikatkan pada partikel

polistirena padat. Asam amino pertama yang telah dilindungi oleh gugus

tersierbutiloksikarbonil misalnya, direaksikan dengan klormetilpolimer membentuk t-

butiloksikarbonil-aminoasil-polimer. Kemudian senyawa pelindung dilepaskan, dan asam

amino kedua, yang telah dilindungi direaksikan dengan asam amino pertama. Setelah terjadi

kondensasi atau penggabungan antara kedua asam amino tersebut, senyawa pelindung

dilepaskan dan asam amino ketiga yang telah dilindungi direaksikan.

Demikian seterusnya sehingga terjadi peptida yang diinginkan dan diketahui jumlah,

jenis dan urutan asam amino yang membeIituknya. Peptida yang telah terbentuk kemudian

dilepaskan dari polistirena. Cara ini lebih menguntungkan karena lebih mudah dilakukan.

Sekarang cara ini telah disempumakan dan orang telah dapat membuat insulin, suatu peptida

yang terdiri atas 51 molekul asam amino.

Struktur Protein

Susunan asam amino dan peptida membentuk struktur protein. Struktur

protein ada 4 yaitu struktur Primer, skunder, tersier dan kuartener.

Protein merupakan makromolekul dengan berbagai tingkat pengorganisasian

struktur. Struktur primer protein berkaitan dengan ikatan peptida antara asam amino

komponen dan dengan urutan asam amino dalam molekul juga. Para peneliti telah

menentukan urutan asam amino dalam banyak protein. Contohnya, susunan asam

amino dan urutannya dalam beberapa protein susu sekarang sudah diketahui

(Swaisgood, 1982).

Struktur Primer Struktur Skunder Struktur tersier

Asam Amino a-helix Rantai Polipeptida

Struktur Kuartener (Rangkaian Sub Unit)

Beberapa enzim proteolitik mempunyai kerja yang sangat khas enzim ini

hanya menyerang ikatan yang jumlahnya terbatas, melibatkan hanya bagian asam

amino tertentu dalam urutan yang tertentu. Hal ini dapat mengakibatkan

penumpukan peptida khusus selama terjadi beberapa reaksi proteolitik secara

enzimatik dalam makanan.

Struktur sekunder protein berkaitan dengan pelipatan struktur primer. Ikatan

hidrogen antara nitrogen amida dan oksigen karbonil merupakan gaya yang

menstabilkan yang utama. lkatan ini dapat terbentuk antara bagian yang berbeda

pada rantai polipeptida yang sama atau antara rantai yang berdampingan. Dalam

medium air, ikatan hidrogen mungkin kurang bermakna, dan gaya Van der Waals

dan antaraksi hidrofobik antara rantai samping yang apolar mungkin berperan

dalam menunjuang kestabilan struktur sekunder.

Struktur sekunder dapat berupa struktur pilinan a-heliks atau struktur

lembaran, seperti ditunjukkan dalam gambar 8.1. Struktur pilinan distabilkan oleh

ikatan hidrogen intramolekul, struktur lembaran oleh ikatan hidrogen antarmolekul.

Persyaratan untuk kestabilan maksimum struktur pilinan ditentukan oleh Pauling

dkk. (1951). Model pilinan melibatkan translasi 0,54 nm per putaran sepanjang

sumbu pusat. Putaran sempurna dibuat untuk setiap 3,6 residu asam amino. Protein

tidak perlu mempunyai konfigurasi pilinan-a yang lengkap; mungkin saja hanya

bagian dari rantai peptida yang berbentuk pili nan-a, sedangkan bagian cincin yang

lain berkonfigurasi kurang lebih tidak beraturan.

Protein yang berstruktur pilinanan dapat berupa bola (globula) atau serat.

Pada struktur lembar sejajar, rantai polipeptida hampir sepenuhnya terentang dan

dapat membentuk ikatan hidrogen antara rantai yang berdampingan. Struktur

seperti itu pada umumnya tidak larut dalam pelarut air dan bersifat seperti serat.

Struktur tersier protein menyangkut pola pelipatan rantai menjadi satuan yang padat

yang distabilkan oleh ikatan hidrogen, gaya Van der Waals, jembatan disulfida, dan

antaraksi hidrofob.

Pembentukan struktur tersier menyebabkan terbentuknya satuan yang

tersusun padat da:n rapat dengan sebagian besar residu asam amino polar terletak

pada bagian luar dan dihidrasi. Hal ini mengakibatkan sebagian besar rantai

samping apolar berada pada bagian dalam dan sebenarnya tak ada hidrasi. Asam

amino tertentu, seperti prolina, merusak pilinanan, dan ini mengakibatkan daerah

lipatan berstruktur acak (Kinsella 1982).

Sifat struktur tersier protein sangat beragam demikian juga nisbah pilinan-a

dan koil acak. Insulin terlipat secara longgar, dan juga struktur tersiernya distabilkan

olehjembatan disulfida. Lisozim dan glisin mempunyai jembatan disulfida tetapi

terlipat secara padat.

Molekul besar yang berbobot molekul di atas sekitar 50.000 dapat

membentuk struktur kuaterner melalui asosiasi subunit. Struktur ini dapat

distabilkan oleh ikatan hidrogen, jembatan disulfida, dari antaraksi hidrofob.

Struktur sekunder, tersier, dan kuarterner yang sudah pasti, dianggap

terbentuk langsung dari struktur primer. Hal ini berarti bahwa gabungan asam amino

tertentu akan secara otomatis membentuk jenis struktur yang paling stabil dan

mungkin dengan memperhatikan hal-hal yang diuraikan oleh Pauling dkk. (1951).

Denaturasi

Denaturasi adalah proses yang mengubah struktur molekul tanpa

memutuskan ikatan kovalen. Proses ini bersifat khusus untuk protein dan

mempengaruhi protein yang berlainan sampai tingkat yang berbeda pula. Denaturasi

dapat terjadi oleh berbagai penyebab, yang paling penting ialah bahang

(pemanasan), pH, garam, dan pengaruh permukaan. Denaturasi biasanya dibarengi

oleh hilangnya aktivitas biologi dan perubahan yang berarti pada beberapa sifat

fisika dan fungsi seperti kelarutan. Perusakan aktivitas enzim oleh bahang

merupakan salah satu operasi terpenting pada pemrosesan makanan.

Denaturasi dengan bahang kadang-kadang diperlukan; perhatikan, misalnya,

denaturasi protein dadih susu untuk produksi serbuk susu yang dipakai dalam

pemanggangan. Hubungan antara suhu, waktu pemanasan, dan tingkat denaturasi

protein dadih dalam susu skim.

Protein putih telur mudah didenaturasi dengan bahang dan dengan gaya

permukaan jika putih telur dikocok menjadi busa. Protein daging didenaturasi pada

rentang suhu 57 sampai 75°C dan ini mempunyai pengaruh kuat terhadap tekstur,

kemampuan menahan air, dan pengerutan.

Denaturasi kadang-kadang dapat mengakibatkan flokulasi protein bola

tetapi dapat juga mengakibatkan terbentuknya gel. Makanan dapat didenaturasi, dan

proteinnya diawastabilkan, pada saat pembekuan dan penyimpanan beku.

Protein ikan terutama sangat rentan terhadap pengawastabilan. Setelah

pembekuan, ikan dapat menjadi liat dan bak-karet dan kehilangan airnya. Misel

kaseinat susu, yang sangat stabil terhadap bahang, dapat diawastabilkan dengan

pembekuan. Pada penyimpanbekuan susu, kestabilan kaseinat makin lama makin

menurun, dan ini dapat mengakibatkan koagulasi sempurna.

Denaturasi dan koagulasi protein merupakan aspek kestabilan bahang yang

dapat berkaitan dengan susunan dan urutan asam amino dalam protein. Denaturasi

dapat didefinisikan sebagai perubahan besar dalam struktur alami yang tidak

melibatkan perubahan dalam urutan asam amino. Pengaruh bahang biasanya

menyangkut perubahan dalam struktur tersier, yang mengakibatkan susunan rantai

polipeptida menjadi kurang teratur.

Rentang suhu pada saat terjadi denaturasi dan koagulasi sebagian besar

protein sekitar 55 sampai 75°C seperti ditunjukkan dalam tabel 3.5. Ada beberapa

kekecualian yang penting pada pola umum itu. Kasein dan gelatin contoh protein

yang dapat dididihkan tanpa perubahan kestabilan yang nyata. Kestabilan kasein

yang luar biasa ini memungkinkan kita mendidihkan, mensterilkan, dan

memekatkan susu tanpa koagulasi.

Penyebab kestabilan luar biasa ini telah dibahas oleh Kirchmeier (1962).

Pertama, pembentukan ikatan disulfida yang terbatas karena kandungan sistina dan

sisteina yang rendah mengakibatkan kestabilan meningkat. Hubungan antara suhu

koagulasi sebagai ukuran kestabilan dan kandungan asam amino belerang

ditunjukkan dalam tabel 8.3 dan 8.4.

Tabel : Suhu Koagulasi Beberapa Albumin, Globulin dan Kasein

Protein Suhu koagulasi ( O C)

Albumin telur

Albumin serum (sapi)

Albumin susu (sapi)

Legumelin (polong)

Globulin serum (manusia)

Laktoglobulin (sapi)

Fibrinogen (man usia)

Myosin (kelinci)

Kasein (Sapi)

56

67

72

60

75

70--75

56-64

47-56

160--200

Tabel : Kandungan Sisteina dan Sistina beberapa Protein

(gram Asam Amino / 100 gram Protein)

Protein Sisteina SistinaAlbumin telur 1,4 0,5Albumin serum (sapi) 0,3 5,7Albumin susu 6,4B-Laktoglobulin 1,1 2,3Fibrinogen 0,4 2,3Kasein - 0,3

Peptida yang rendah kandungan asam aminonya yang khas ini, kecil

kemungkinannya untuk terlibat dalam jenis aglomerasi sulfhidril.

Kasein, yang kandungan asam amino belerangnya sangat rendah, merupakan

contoh dari perilaku tersebut. Kestabilan kasein terhadap bahang dijelaskan juga oleh

pembatasan terhadap pembentukan struktur tersier yang terlipat. Pembatasan ini

disebabkan oleh kandungan prolina dan hidroksiprolina yang nisbi tinggi dalam

protein yang stabil terhadap bahang.

Dalam rantai peptida yang tidak mengandung prolina, peluang pembentukan

ikatan hidrogen antar dan intramolekul lebih baik daripada dalam rantai yang

mengandung banyak residu prolina. Pertimbangan ini menunjukkan bagaimana

susunan asam amino berkaitan langsung dengan struktur Skunder dan tersier protein.

Struktur ini pada giliranna akan menjadi penyebab dari beberapa sifat protein dan

pangan (hasil pertanian) yang mengandung protein.

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan

Nama alat- alat yang digunakan dalam praktikum ini:

- Gelas kimia

-          Pipet tetes

-          Tabung reaksi

Nama bahan yang digunakan dalam praktikum

-          Larutan protein

-          Larutan Pb-asetat 0,2 M

-          Larutan HgCl2 0,2 M

Prosedur Kerja

Ke dalam tiga milli meter larutan protein ditambahkan lima tetes larutan HgCl2 0,2 M.

Percobaan diuangi dengn menggunakan larutan Pb-asetat 0,2 M.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Adanya beberap gugus fungsional (NH2, NH, OH, dan CO) dan bentuk ion ganda

(switzer ion) yang terdapat dalam struktur protein dapat menyebabkan terjadinya reaksi

pengendapan protein. Gugus-gugus fungsional tersebut mampu mengikat molekul air melalui

pembentukan ikatan hidrogen. Reaksi pengendapan dapat terjadi dikarenakan penambahan

bahan-bahan kimia seperti garam-garam dan pelarut organik yang dapat merubah sifat

kelarutan protein dalam air.

a.       Pengendapan dengan amonium sulfat

Pengendapan yang dikarenakan penambahan amonium sulfat pekat menyebabkan terjadi

dehidratasi protein (kehilanagn air). Akibat proses dehidratasi ini molekul protein yang

mempunyai kelarutan paling kecil akan mudah mengendap. Protein yang diendapkan dengan

cara ini tidak mengalami perubahan kimia sehingga dapat dengan mudah melarutkan kembali

melalui penambahan air. Pengendapan dengan cara ini bersifat reversibel.

b.      Pengendapan karena asam mineral pekat

Perlakuan asam mineral pekat pada protein dapat menyebabkan terbentuknya senyawa garam

dari reaksi asam dengan gugus amino protein. Pengaruh lainnya dapat terjadi deturasi

irreversibel dan diperoleh endapan protein. Namun pada umumnya pengendapan dengan

penambahan asam mineral pekat (kecuali HNO3 pekat) bersifat reversibel.

c.       Pengendapan protein oleh logam berat

Dasar reaksi pengendapan oleh logam berat adalah penetralan muatan. Pengendapan dapat

terjadi apabila protein berada dalam bentuk isoelektrik yang bermuatan negatif. Dengan

adanya muatan positif dari logam beratakan terjadi netralisasidari protein dan dihasilkan

garam netral proteinat yang mengendap. Endapan protein ini akan larut kembali dalam

penambahan alkali (NH3, NaOH, dan lain-lain). Sifat pengendapan protein ini adalah

reversibel.

Hasil Pengamatan Praktikum

No Prosedur Kerja Hasil Pengamatan

1 Menyediakan larutan protein (ekstrak

ikan sulih)

Larutan keruh

2 Ke dalam tiga milli liter larutan protein

ditambahkan dengan lima tetes larutan

HgCl2 0,2 M.

Terjadi endapan putih susu

dengan cairan diatasnya putih

bening.

3 Menyediakan larutan protein (ekstrak

ikan sulih)

Larutan keruh

4 Ke dalam tiga milli liter larutan protein

ditambahkan dengan lima tetes larutan

Pb-asetat 0,2 M.

Terjadi endapan putih susu

dengan cairan diatasnya sedikit

keruh.

Setelah penambahan garam (Pb-asetat) dan HgCl tetes demi tetes dan dikocok, protein

akan mengandap karena kelarutan protein dalam larutan logam tersebut terbatas. Baik pada

larutan HgCl2 maupun Pb-asetat diperoleh endapan berwarna putih. Namun, diatas endapan

pada larutan HgCl diperoleh cairan bening sedangkan di atas endapan pada larutan Pb-asetat

teramati bahwa terdapat cairan yang sedikit keruh.

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian diatas dapat disimpulkan sebagai berikut:

Terjadinya endapan pada kedua larutan di atas karena kalarutan protein dalam larutan logam

terbatas.

UCAPAN TERIMA KASIH

Dalam penelitian ini peneliti banyak mendapat dukungan, bimbingan, serta semangat dari

banyak pihak. Untuk itulah dengan penuh rasa hormat penulis ucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. I Nyoman Tika, M.Si selaku dosen pengampu mata kuliah biokimia.

2. Asisten dosen pengampu yang telah banyak membantu dalam praktikum kami.

DAFTAR PUSTAKA

Girindra, Aisjah.1993. Biokimia I. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Sudarmadi, Slamet. dkk.1997. Prosedur Analisis untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta:

Liberty.

Winarno. F.G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Anwar, Chairil, dkk.1994.Pengantar Praktikum Kimia Organik.Yogyakarta: UGM

Suryatna, Bambang Sugeng.2008.Buku Ajar Kimia Makanan. Semarang: Jurusan Teknologi Jasa

Produksi Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.