LAPORAN PRAKTIKUM
BIOKIMIA
REAKSI UJI
PROTEIN DAN REAKSI-REAKSI SPESIFIK
ASAM AMINO DAN PROTEIN
NAMA : DEWI
SYAMSURYA
NIM : H411 15 021
HARI/TGL. PERCOBAAN : KAMIS/
13 OKTOBER 2016
KELOMPOK : III
(TIGA)
ASISTEN : SULFIANI
LABORATORIUM
BIOKIMIA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS
HASANUDDIN
MAKASSAR
2016
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Nama
biomolekul protein berasal dari kata proteos
yang berarti utama. Kata ini pertama kali diberikan oleh Gerardus Mulder
yang menganggap zat ini paling penting dari semua molekul organik pada
kehidupan manusia. Bahan baku penyusun protein adalah molekul-molekul asam-asam
amino (Hamid, 2001).
Asam amino sebagai monomer penyusun
protein (polipeptida), secara umum memiliki atom karbon pusat (Cα) yang
mengikat satu atom hidrogen, gugus amino (NH2), dan gugus karboksil
(COOH). Terdapat 20 jenis asam amino penyusun protein yang dibedakan oleh
rantai samping yang menempel pada Cα melalui valensinya yang keempat. Asam-asam
amino tersambung ujung ke ujung selama sintesis protein dengan pembentukan ikatan
polipeptida (Rizkiyanti, dkk., 2016).
Analisa asam amino sangat penting dilakukan, karena kualitas
protein suatu bahan pangan sangat ditentukan oleh kadar asam amino yang
dikandungnya. Dari segi nutrisi asam amino dibagi menjadi 2 golongan, yaitu
asam amino non essensial dan asam amino essensial. Asam amino non esensial
adalah asam amino yang dapat disediakan oleh tubuh organisme melalui proses
biosintesa yang rumit dari senyawa nitrogen yang terdapat dalam makanan dan
asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesa oleh tubuh.
Untuk memenuhi kebutuhan protein, suatu organisme memerlukan tambahan asam
amino esensial yang diperoleh dari bahan pangan atau pakan yang dikonsumsi (Elfita,
2014).
Berdasarkan
hal tersebut dilakukan percobaan ini untuk mengetahui reaksi-reaksi spesifik
asam amino dan protein serta mengetahui dan menguji kandungan protein pada satu
sampel.
I.2
Maksud dan Tujuan Percobaan
I.2.1
Maksud Percobaan
Maksud
dari percobaan ini adalah untuk mengetahui reaksi-reaksi spesifik asam amino
dan protein serta mengetahui dan menguji kandungan protein pada satu sampel.
I.2.2
Tujuan Percobaan
I.2.2.1
Reaksi Uji Protein
Adapun
tujuan dari reaksi uji protein ini adalah sebagai berikut:
1. Mengidentifikasi
adanya protein dengan tes pengendapan logam.
2. Mengidentifikasi
adanya protein dengan tes pengendapan alkohol.
I.2.2.2
Reaksi Spesifik Asam Amino dan Protein
Adapun
tujuan dari reaksi asam amino dan protein adalah sebagai berikut:
1. Mengidentifikasi
gugus indol spesifik asam amino triptofan dengan reaksi Adamkiewtiz-Hopkins.
2. Mengidentifikasi
proses denaturasi protein dengan reaksi termokoagulasi serta pengendapan dengan
asam kuat dan asam organik.
I.3
Prinsip Percobaan
I.3.1
Reaksi Uji Protein
Adapun
prinsip percobaan reaksi uji protein adalah sebagai berikut:
1. Pengendapan
dengan logam menyebabkan terjadinya reaksi antara ion logam dan ion protein
sehingga terbentuk pengendapan.
2. Pengendapan
dengan alkohol menyebabkan penurunan kelarutan protein dengan penambahan
pelarut asam organik.
I.3.2
Reaksi Spesifik Asam Amino dan Protein
Adapun prinsip
percobaan reaksi spesifik asam amino dan protein adalah mengidentifikasi asam
amino, protein, dan reaksi-reaksi spesifiknya dengan beberapa asam kuat seperti
asam nitrat dan asam organik dengan adanya perubahan suhu, warna, dan endapan
yang menunjukkan bahwa adanya reaksi uji positif terhadap asam amino dan
protein.
BAB
II
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1 Asam Amino
Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus
amino. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus -NH2
pada atom karbon
dari posisi gugus -COOH. Atom karbon
dari rumus umum asam amino adalah atom karbon
asimetrik, kecuali bila R ialah atom H. Asam amino mempunyai sifat memutar
bidang cahaya atau aktivitas optik. Molekul asam amino mempunyai dua
konfigurasi, yaitu konfigurasi D dan L karena atom karbon asimetriknya. Molekul
asam amino dikatakan mempunyai konfigurasi L, apabila gugus -NH2
terdapat di sebelah kiri atom karbon. Apabila posisi gugus -NH2 terdapat
di sebelah kanan, molekul asam amino mempunyai konfigurasi D.
Asam-asam amino yang terdapat pada protein umumnya mempunyai konfigurasi L (Poedjiadi
dan Supriyanti, 2007).
Asam amino terdapat sekitar 300 jenis di alam. Namun,
hanya ada 20 jenis asam amino yang digunakan sebagai penyusun protein.
Sementara itu, asam amino sendiri tersusun atas 4 jenis atom, yaitu C, H, O,
dan N. Beberapa asam amino lain mengandung unsur S, P, dan lain-lain. Asam
amino di dalam sel makhluk hidup terus-menerus mengalami perubahan, baik karena
sintesis maupun degradasi. Perubahan ini dapat mengontrol tingkat enzim tertentu
menyediakan asam amino pada saat dibutuhkan dan kesalahan degradasi atau
mencegah terjadinya terjadinya gangguan metabolisme dalam sel (Hamid, 2001).
Pada umumnya asam amino larut dalam air dan tidak larut
dalam pelarut organik non polar seperti eter, aseton, dan kloroform. Sifat asam
amino ini berbeda dengan asam karboksilat maupun dengan sifat amina. Asam
karboksilat alifatik maupun aromatik yang terdiri atas beberapa atom karbon umumnya
kurang larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik. Demikian pula amina
umumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik. Perbedaan
sifat antara asam amino, asam karboksilat, dan amina terlihat pula pada titik
leburnya. Asam amino mempunyai titik lebur yang lebih tinggi dibandingkan
dengan asam karboksilat atau amina. Kedua sifat ini menunjukkan bahwa asam
amino cenderung mempunyai struktur bermuatan dan polaritas tinggi. Hal ini
tampak pada sifat asam amino sebagai elektrolit (Poedjiadi dan Supriyanti,
2007).
Asam amino yang terdapat dalam molekul protein tidak
semuanya dapat dibuat dalam tubuh. Apabila ditinjau dari segi pembentukan asam
amino dapat dibagi dalam dua golongan, yaitu asam amino yang tidak dapat dibuat
atau disintesis dalam tubuh dan asam amino yang dapat dibuat dalam tubuh. Asam
amino yang tidak dapat dibuat dalam tubuh disebut asam amino esensial dan harus
diperoleh dari makanan sumber protein. Asam amino yang dapat dibuat dalam tubuh
disebut asam amino non esensial. Asam amino dapat pula dibagi dalam beberapa
kelompok menurut strukturnya, terutama ditinjau dari struktur gugus -R dalam
asam amino, yaitu rantai samping yang terikat pada bagian inti molekul asam
amino (Poedjiadi dan Supriyanti, 2007).
Sifat-sifat fisik dan kimia rantai samping menentukan
ciri unik suatu asam amino tertentu, sehingga mempengaruhi peran fungsionalnya
dalam polipeptida. Asam amino dikelompokkan berdasarkan sifat rantai
sampingnya. Salah satu kelompok terdiri dari asam amino dengan rantai samping
non polar yang bersifat hidrofobik. Adapun kelompok lain terdiri dari asam-asam
amino dengan rantai samping polar yang bersifat hidrofilik. Asam amino yang
bersifat asam adalah asam amino dengan rantai samping yang umumnya bermuatan
negatif akibat keberadaan gugus karboksil yang biasanya terdisosiasi
(terionisasi) pada pH selular. Asam amino yang bersifat basa memiliki gugus
amino pada rantai samping yang umumnya bermuatan positif. Rantai samping yang
bersifat asam dan basa juga bersifat hidrofilik (Campbell, dkk., 2008).
Ada 20 jenis asam amino yang merupakan
penyusun protein. Nama-nama
asam amino ini disingkat dalam
tiga kode huruf atau
kode satu huruf. Asam amino dan kode itu
dapat dilihat dalam tabel berikut ini (Mandle,
dkk., 2012):
Glycine
|
Gly
|
G
|
Tyrosine
|
Try
|
Y
|
Alanine
|
Ala
|
A
|
Methionine
|
Mer
|
M
|
Serine
|
Ser
|
S
|
Tryptophan
|
Trp
|
T
|
Threonine
|
Thr
|
T
|
Asparagine
|
Asn
|
A
|
Cysteine
|
Cys
|
C
|
Glutamine
|
Gln
|
G
|
Valine
|
Val
|
V
|
Histidine
|
His
|
H
|
Isoleucine
|
Ile
|
I
|
Aspartic
Acid
|
Asp
|
A
|
Leucine
|
Leu
|
L
|
Glutamic
Acid
|
Glu
|
G
|
Proline
|
Pro
|
P
|
Lysine
|
Lys
|
L
|
Phenylalanine
|
Phe
|
P
|
Arginine
|
Arg
|
A
|
Tabel
1. 20 Asam Amino
1.2
Protein
Protein
berasal dari kata Yunani proteios yang
berarti tempat pertama. Hampir setiap fungsi dinamik dalam makhluk hidup
bergantung pada protein. Protein menyusun lebih dari 50% massa kering sebagian
besar sel. Beberapa protein mempercepat reaksi kimia, sedangkan yang lain
berperan dalam penyokongan struktural, penyimpanan, transpor, komunikasi
seluler, pergerakan serta pertahanan melawan zat asing (Campbell, dkk., 2008).
Protein
adalah bahan biologi yang mungkin dikenal paling kompleks. Protein juga yang
paling penting karena seperti pada makanan merupakan satu-satunya sumber dari kompleks
nitrogen yang penting untuk membangun protoplasma. Semua protein mengandung
atom karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, dan beberapa mengandung
fosfor. Elemen lain yang terkandung dalam protein termasuk zat besi, iodin,
tembaga, mangan, dan seng. Ukuran molekul protein sangat besar, berat
molekulnya diperkirakan berkisar dari 5.000 sampai 25.000.000 (Kleiner dan
Orten, 1962).
Terdapat empat tingkat struktur protein,
yaitu struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener. Struktur primer dari
suatu protein adalah urutan asam-asam amino yang membentuknya. Asam-asam amino
dalam protein terikat satu sama lain dengan ikatan peptida. Struktur sekunder
diperhatikan bersama-sama oleh ikatan hidrogen antara gugus karboksil dengan
gugus amino dari ikatan peptida. Pada heliks α, ikatan hidrogen terbentuk
antara satu gugus karboksil dengan satu gugus NH dari residu asam amino.
Struktur tersier dimantapkan oleh interaksi berbagai gugus R dari asam-asam
amino, yaitu muatan positif dan negatif, interaksi hidrofobik, ikatan disulfida,
dan ada tidaknya gugus prostetik yang terikat secara kovalen. Struktur
kuartener dibentuk bukan dari ikatan kovalen antara rantai-rantai protein
ataupun antara rantai protein dengan koenzim. Semua struktur ini, kecuali
struktur primer dapat dirusak oleh denaturasi misalnya pemanasan, pH yang ektrim,
urea, dan detergen (Schumm, 1993).
Protein dapat dibagi dalam dua
golongan ditinjau dari strukturnya, yairu golongan protein sederhana dan
protein gabungan. Protein sederhana adalah protein yang hanya terdiri atas
molekul-molekul asam amino, sedangkan protein gabungan adalah protein yang
terdiri atas gugus prostetik dan terdiri atas karbohidrat, lipid atau asam
nukleat. Protein sederhana dapat dibagi dalam dua bagian menurut bentuk
molekulnya, yaitu protein fiber dan protein globular. Protein fiber mempunyai
bentuk molekul panjang seperti serat atau serabut, sedangkan protein globular
berbentuk bulat (Poedjiadi dan Supriyanti, 2007).
Menurut Poedjiadi dan
Supriyanti (2007), protein memiliki reaksi-reaksi yang khas, di antaranya:
1.
Reaksi xantoprotein,
Larutan asam nitrat pekat yang ditambahkan dengan larutan
protein. Setelah dicampur akan terjadi endapan putih yang dapat berubah menjadi
kuning apabila dipanaskan. Reaksi yang terjadi adalah nitrasi pada inti benzene
yang terdapat pada molekul protein.
2.
Reaksi Hopkins-Cole
Triptofan dapat berkondensasi dengan beberapa aldehida dengan
bantuan asam kuat membentuk senyawa yang berwarna. Larutan protein yang
mengandung triptofan dapat direaksikan dengan pereaksi Hopkins-Cole yang
mengandung asam glioksilat. Pereaki ini dibuat dari asam oksalat dengan serbuk
magnesium dalam air. Setelah dicampur dengan pereaksi Hopkins-Cole, asam sulfat
dituangkan perlahan sehingga membentuk lapisan di bawah larutan protein dan
beberapa saat kemudian akan terbentuk cincin berwarna ungu pada batas antara kedua
lapisan tersebut. Pereaksi ini pada dasarnya memberi hasil positif untuk gugus
indol dalam protein.
3.
Reaksi Millon
Pereaksi Millon adalah larutan merkuro dan merkuri nitrat dalam
asam nitrat. Apabila pereaksi ini ditambahkan larutan protein akan menghasilkan
endapan putih yang dapat berubah menjadi merah oleh pemanasan. Pada dasarnya
reaksi ini positif untuk fenol-fenol karena terbentuknya senyawa merkuri dengan
gugus hidroksifenil yang berwarna. Protein yang mengandung tiroksin akan
memberi hasil positif.
2.3
Uji Asam Amino
Pada umumnya asam amino diperoleh sebagai hasil
hidrolisis protein, baik menggunakan enzim maupun asam. Dengan cara lain,
diperoleh campuran bermacam-macam asam amino dan untuk menentukan jenis asam
amino maupun kuantitas masing-masing asam amino perlu diadakan pemisahan antara
asam-asam amino tersebut. Ada beberapa metode analisa asam amino, misalnya
metode gravimetri, kalorimetri, kromatografi dan elektrofisis. Metode yang
banyak memperoleh pengembangan adalah metode kromatografi. Macam-macam
kromatografi ialah kromatografi kertas, kromatografi lapis tipis, dan
kromatografi penukar ion (Poedjiadi dan Supriyanti, 2007).
Kromatografi kertas merupakan salah satu
jenis kromatografi partisi, yaitu pemisahan beberapa zat berdasarkan perbedaan
kelarutan dalam dua pelarut yang tidak dapat bercampur. Kromatografi lapis
tipis menggunakan aluminium oksida, serbuk selulosa atau silika gel sebagai
absorben yang berupa lapis tipis yang diletakkan di atas selembar kaca.
Pemisahan asam amino didasarkan perbedaan asam-asam amino tersebut pada pH
tertentu dan kecepatan bergerak asam. Kromatografi penukar ion menggunakan
polimer sintetik yang mempunyai gugus fungsi yang bersifat asam dan dapat
melepaskan ion OH-. Ion-ion tersebut dapat dilepaskan apabila ada
ion lain yang dapat menggantikannya. Sebagai contoh suatu polimer atau resin
yang mempunyai gugus -SO3H atau -COOH dapat melepaskan ion H+
apabila larutan yang mengandung Na+ atau NH4+.
Dalam hal ini ion Na+ atau NH4+ akan
menggantikan ion H+ sehingga tercapai keadaan yang seimbang.
Demikian juga -NH3+OH- dapat melepaskan ion OH- apabila
terdapat larutan yang mengandung Cl- atau R-COO-. Resin
yang dapat melespakan ion H+ disebut resin penukar ion positif,
sedangkan yang melepaskan ion OH- disebut penukar ion negatif (Poedjiadi
dan Supriyanti, 2007).
2.3 Uji Protein
Beberapa
metode dapat dipakai dalam memisahkan protein. Salah satu dari metode yang
utama adalah filtrasi gel. Protein dipisahkan menurut ukurannya dengan cara
melakukan campuran protein pada suatu gel yang berpori-pori. Protein yang
sangat besar akan disingkirkan oleh gel dan dengan cepat muncul dalam cairan
yang menetes keluar dari kolom gel tadi dan disebut void volume.
Protein-protein yang lebih kecil memasuki gel dan diperlambat jalannya dalam
melintasi gel. Perlambatan ini berbeda-beda sesuai dengan ukuran molekul. Protein
yang paling besar akan keluar pertama dan protein yang lebih kecil akan keluar
lebih lama, tergantung pada ukuran masing-masing (Schumm, 1993).
Cara lain memisahkan protein menurut ukurannya
adalah teknik ultrasentrifugasi. Pada teknik ini, protein dipisahkan di bawah
kekuatan gravitasi yang meningkat disebabkan oleh pemusingan pada kecepatan
yang amat tinggi. Protein yang lebih besar bergerak lebih cepat, protein yang
lebih kecil atau bentuknya tidak bulat bergerak lebih lambat pada medan
gravitasi. Protein juga dapat dipisahkan dengan cara elektroforesis atau
kromatografi pertukaran ion. Eklektroforesis dalam larutan detergen tidak hanya
memisahkan berbagai sub unit protein secara individu, akan tetapi memberikan
kemungkinan memperkirakan berat molekul. Eletroforesis yang disertai dengan
detergen, protein-protein yang lebih kecil akan bergerak lebih cepat dari
molekul protein yang lebih besar. Protein-protein yang dapat mengikat senyawa
khusus, semisal suatu substrat atau koenzim dapat dipisahkan dari protein lain
dengan teknik kromatografi afnitas. Suatu protein yang mempunyai afnitas
terhadap zat akan melekat pada kolom, sedangkan protein lain akan tertahan oleh
kolom. Kromatografi afnitas dapat memisahkan suatu protein dengan tingkat
kemurnian tinggi (Schumm, 1993).
BAB
III
METODE
PERCOBAAN
3.1 Bahan Percobaan
Bahan-bahan yang
digunakan pada percobaan ini adalah albumin, HgCl2 0,2 M, (CH3COO)2Pb
0,2 M, etanol 95 %, HCl 0,1 M, NaOH 0,1 M, larutan buffer pH 4,7 asam amino
(glisin, asparagin, asam aspartat), reagen Hopkins, H2SO4
pekat, CH3COOH 0,05 M, HNO3 pekat, dan larutan asam TCA
(Trikloroasetat) 10 %.
3.2 Alat Percobaan
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah tabung
reaksi, rak tabung reaksi, penjepit tabung reaksi, pipet tetes, pipet skala, gelas
kimia 500 mL, dan hotplate.
3.3
Prosedur Kerja
3.3.1 Reaksi Uji Protein
3.3.1.1 Pengendapan dengan Logam
Percobaan pengendapan dengan logam disiapkan 2 buah tabung
reaksi. Setiap tabung reaksi diisi dengan albumin sebanyak 3 mL. Tabung reaksi
I ditambahkan 5 tetes HgCl2 0,2 M dan tabung rekasi II ditambahkan
larutan (CH3COOH)2Pb 0,2 M. Diamati perubahan yang
terjadi.
3.3.1.2 Pengendapan dengan Alkohol
Percobaan
pengendapan dengan alkohol disiapkan 3 buah tabung reaksi. Setiap tabung reaksi
diisi dengan albumin sebanyak 5 mL. Tabung reaksi I ditambahkan HCl 0,1 M, tabung
reaksi II ditambahkan NaOH 0,1 M, dan tabung reaksi III ditambahkan larutan buffer
pH 4,7 yang masing-masing ditambahkan 1 mL. Setiap tabung reaksi lalu ditambahkan
etanol 95 % sebanyak 6 mL. Diamati perubahan yang terjadi.
3.3.2 Reaksi-reaksi Spesifik Asam Amino dan Protein
3.3.2.1
Reaksi Adamkiewitz-Hopkins
Percobaan reaksi Adamkiewitz-Hopkins disiapkan 4 tabung
reaksi. Masing-masing tabung reaksi diisi dengan larutan yang berbeda-beda
sebanyak 2 mL, yaitu albumin,
alanin, glisin, dan asam aspartat.
Kemudian, masing-masing tabung reaksi ditambahkan 2 mL larutan glioksilik
(reagen Hopkins).
Setiap
tabung reaksi lalu dikocok dan diamati perubahan warnanya. Masing-masing tabung
lalu ditambahkan 4 mL H2SO4
pekat, kemudian
diamati perubahan yang terjadi.
3.3.2.2 Termokoagulasi
Percobaan reaksi termokoagulasi disiapkan
4 tabung reaksi. Masing-masing tabung reaksi diisi dengan larutan yang
berbeda-beda sebanyak 2 mL, yaitu albumin,
alanin, glisin, dan asam aspartat. Setiap tabung reaksi dtambahkan satu tetes
NaOH 0,1 M, lalu dikocok dan diamati perubahan warnanya.
Kemudian, 4 tabung reaksi tadi dipanaskan hingga mendidih dan diamati perubahan
warnanya. Setelah dipanaskan, masing-masing tabung reaksi ditambahkan satu
tetes CH3COOH 0,05 M, lalu
dikocok dan mengamati perubahan yang terjadi.
3.3.2.3 Pengendapan dengan Asam Kuat
3.3.2.3.1 Asam nitrat
Disiapkan 4 buah tabung reaksi. Tabung I diisi dengan
albumin 2 mL, tabung II diisi dengan alanin 2 mL, tabung III diisi dengan
glisin 2 mL, dan tabung IV diisi dengan asam aspartat 2 mL. Setiap tabung
reaksi kemudian ditambahkan HNO3pekat
sebanyak 1 mL. Diamati perubahan yang terjadi.
3.3.2.3.2 Asam organik
Disiapkan 4 buah tabung reaksi. Tabung I diisi dengan
albumin 2 mL, tabung II diisi dengan alanin 2 mL, tabung III diisi dengan
glisin 2 mL, dan tabung IV diisi dengan asam aspartat 2 mL. Setiap tabung
reaksi kemudian ditambahkan larutan
asam TCA (Trikloroasetat) 10 % sebanyak 1 mL. Diamati perubahan
yang terjadi.
DAFTAR
PUSTAKA
Campbell, N.A.,
Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V., dan Jackson, R.B., 2008, Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1, Erlangga, Jakarta.
Elfita, L.,
2014, Analisa Profil Protein dan Asam Amino Sarang Burung Walet (Collocalia fuciphaga) Asal Painan, Jurnal Sains Farmasi, 1(1): 27-37.
Hamid, A.A.T.,
2001, Biokimia: Metabolisme Biomolekul,
Alfabeta, Bandung.
Kleiner, I.S.,
dan Orten, J.M., 1962, Biochemistry,
C.V. Mosby Company, St. Loius.
Mandle,
A.K., Jain, P., dan Shrivastava, S.K., 2012, Protein Structure Prediction Using
Support Vector Machine, International Journal
on Soft Computing (IJSC), 3(1):
67–78.
Poedjiadi, A.,
dan Supriyanti, F.M.T, 2007, Dasar-dasar
Biokimia, UI-Press, Jakarta.
Rizkiyanti,
A., Suaniti, N.M., dan Ratnayani, K., 2016, Analisis Asam Amino Penstimulasi
Insulin dalam Biji Kecipir, Biji Asam, dan Biji Kelor dengan HLPC, Jurnal Kimia, 10(1): 58-64.
Schumm,
D.E., 1993, Intisari Biokimia,
Binarupa Aksara, Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar