asam amino danprotein
DESCRIPTION
kimia organik IITRANSCRIPT
ASAM AMINO DAN PROTEIN
Nama Mhs. : Eka Aprilia PutriNIM : F02110027Prodi : Pendidikan KimiaMata Kuliah : Kimia Organik II
H2NCH
CH2CH2CO2H
asam glutamatsuatu asam amino asam
CO2H
H2NCH
(CH2)4NH2
CO2H
lisina
suatu asam amino basa
H2NCH
CH(CH3)2
CO2H
valina
suatu asam amino netraldengan rantai samping nonpolar
H2NCH
CO2H
CH2OH
serinasuatu asam amino netraldengan rantai samping polar
PROTEIN
Protein Proteios = Pertama Tersusun dari asam-asam
amino Suatu protein adalah suatu
poliamida Hidrolisis menghasilkan asam-asam
amino-α dengan konfigurasi-(L) pada karbon α.
Struktur Asam Amino
Asam amino = asam α-aminokarboksilat dengan rumus umum H2NCHRCOOH yang mengandung mengandung gugus amino dan gugus karboksil serta rantai samping (R).
Asam amino tersederhana adalah asam aminoasetat (H2NCH2COOH).
Semua asam amino memiliki atom karbon kiral kecuali asam aminoasetat
Sifat-sifat Asam Amino
Larut dalam air dan pelarut polar lainnya
Tidak larut dalam pelarut nonpolar seperti dietileter atau benzena
Memiliki momen dipol yang besarKurang bersifat asam dibanding
sebagian asam aminoMurang bersifat basa dibandingkan
sebagian besar amina
Dapat mengalami reaksi asam-basa internal yang menghasilkan suatu ion dipolar (zwitterion)
Memiliki nilai pKa dari gugus -NH3+ dan nilai pKb dari gugus –CO2-
A. Asam Amino Esensial
Merupakan kelompok asam amino yang diperlukan oleh organisme, tetapi tidak bisa disintesis sendiri dalam tubuh.
Reaksi transmisi :
H2NCH2
CO2H
R
+ C
CO2H
R'
O
enzime transaminase
banyak tahapC
CO2H
R
O+ H2NCH2
R
CO2H
asam amino lama asam keto lama asam keto baru asam amino baru(interkonversi)
B. Pentingnya struktur rantai samping
Asam amino asam : asam dengan gugus karboksil dalam rantai sampingnya.
Asam amino basa : asam yang mengandung gugus amino dalam rantai samping, tetapi dapat mengandung OH,SH, atau gugus polar lain.
H2NCH
CH2CH2CO2H
asam glutamatsuatu asam amino asam
CO2H
H2NCH
(CH2)4NH2
CO2H
lisina
suatu asam amino basa
H2NCH
CH(CH3)2
CO2H
valina
suatu asam amino netraldengan rantai samping nonpolar
H2NCH
CO2H
CH2OH
serinasuatu asam amino netraldengan rantai samping polar
Sintesis Asam Amino
Sintesis StreckerTahap 1
Tahap 2
CH3CH
O
NH3
CH3CHNH2
OH
-H2O
CH3CH NH CH3CHCN
NH2
asetaldehida 2-aminopropananitril
CH3CHCN
NH2
(1) H2O, H+
(2) netralkanCH3CHCO2H
NH2
(R)(S)-alanina (60%)
Aminasi suatu asam α-halo (subtitusi)
Br
(CH3)2CHCHCO2H(1) NH3 berlebih
(2) netralkan(CH3)2CHCHCO2H + NH4Br
(R)(S)-valina (48%)
NH2
Aminasi Reduktif suatu asam α-keto
CH3CCO2H
O
H2, NH3, PdCH3CHCO2H
NH2
suatu asam a-keto (R)(S)-alanina
Reaksi Asam Amino
A. Keamfoteran asam aminoDalam asam:
Dalam basa:
+H3N C H
CO2-
R
+ H+ C
CO2H
H
R
+H3N
suatu kation
+H2N C H
CO2-
R
+ OH- C
CO2-
H
R
H2N
suatu anionH
+ H2O
• Titik Isolistrik1. Asam amino dalam air bersifat agak asam
dengan mengandung muatan negatif netto2. Penambahan HCl atau asam lain menggeser muatan netto menjadi nol3. pH saat suatu asam amino tidak mengemban muatan netto disebut titik isolistrik4. Titik isolistrik ditentukan dengan cara titrasi dan elektroforesis
B.Asilasi
Gugus amino denagn mudah diasilasi oleh halidaasam atau anhidrida asam menghasilkan amida.
CH3COCCH3
O O
+ NH3CHCO2-
CH2CH(CH3)2
CH3C
O
NHCHCO2H
CH2CH(CH3)2
+ CH3COH
O
anhidrida asam asetat leusina N-asetileusina (85%)
C. Reaksi dengan ninhidrin
Produk : ungu Ruhemann
OH
OH
O
O
+ H2NCH
CO2H
R
O
O
N
O-
O
+ RCH + CO2 + H2O
2
ungu Ruhermann(biru-ungu)
ninhidrin
Peptida
• Merupakan amida yang dibentuk dari dua asam amino atau lebih
• Ikatan antar asam amino disebut ikatan peptida( -CO-NH- )
• Peptida terdiri dari dua asam amino = dipeptida
• Peptida terdiri dari tiga asam amino = tripeptida, dst...
Ikatan dalam Peptida
Ikatan amida (peptida) mempunyai karakter ikatan rangkap yang disebabkan oleh tumpang tindih parsial orbital p dari gugus karbonil dengan pasangan elektron yang menyendiri dari nitrogen
Panjang ikatan peptida = 1,47 Angstrom
Rantai samping berhubungan trans dengan ikatan peptida
Beberapa Peptida yang menarik
Piroglutamihistidilprolinamida, merupakan perangsang pengeluaran tirotropinH2C
C
NH
CH
CH2
O C
O
NHCHCH2 N CHCNH2
O
CH2
NH
N
piroglutamilhistodilprolinamida
Oksitosin, suatu hormon berasal dari kelenjar pituitari yang menyebabkan pengerutan uterin selama melahirkan bayi
Enkefalin, zat penghilang nyeri yang dihasilkan tubuh sendiri (analgesik)
Penetapan Struktur Peptida
A. Analisis residu-ujungReagensia Edman
PTH diisolasi dan ditentukan cirinya
N C S + H2NCHC
R
O
sisa peptida
dari asam aminoN-ujung
NH
C
N
C CHR
O
S
+ sisa peptida
HCl
CH3NO2
B. Reagensia Sanger
FO2N
NO2
+ H2NR [O2N
NO2
F
NH2R+
.. -
]NO2
NHRO2N-HF
1-fluoro-2,4-dinitrobenzena
suatu 2,4-dinitrofenilamina
..
Residu asam amino ujung dapat ditentukan secara enzimatik
sisa peptida NHCHCO2H + H2O
R
karboksipeptidase sisa peptida + H2NCHCO2H
R
asam amino C-ujung
B. Rentetan-dalam asam-asam amino
Polipeptida harus dihidrolisis menjadi pecahan-pecahan kecil
Hidrolisis menggunakan enzim proteolitik atau reagensia kimiawi
Sintesis Peptida
Protein adalah poliamidaSintesis amida biasa dari klorida
asam dan amina berupa reaksi langsung :
Untuk menghidari reaksi yang tak diinginkan,setiap gugus reaktif haruslah diblokade.
RCOCl + R'NH2 RCONHR'
Kriteria untuk gugus blokade yang baik adalahHarus lamban (inert) terhadap kondisi reaksi
yang diperlukan untuk membentuk ikatan amida yang diinginkan.
Harus mudah dibuang setelah sintesis itu lengkap.
Pembuatan karbamat untuk melindungi suatu gugus amino
CH2OCCl
O
+ H2NCH2COH
O
CH2OC NHCH2COH
OO
benzil kloroformatglisina gugus karbamat
-HCl
A. Sintesis peptida fase-padatDalam tipe sintesis ini, resin menahan amino C-ujung
pada gugus karboksilnya sementara peptidanya disintesis. Resin itu adalah suatu polistirena yang mengandung sekitar 1% satuan p-(klorometil) stirena.
Produk reaksi ini adalah dipeptida yang aminonya diblokade yang masih terikat kepada resin pada ujung karboksilnya.
CHCH2 CH2CH2
CH2Cl
Suatu resin polisterina yangmengandung satuan p-(klorometil)stirena
Biosintesis PeptidaBiosintesis peptida dan protein
dalam suatu sel yang khas dilaksanakan oleh asam ribonukleat (RNA) dan enzime.
Berbagai tipe RNA seperti :RNA pesuruh (mRNA)RNA ribosom (rRNA)RNA transfer (tRNA)
O
OH
OCH2
RCHCOH
O
NH2
gugus ester
suatu satuan ribosa tRNA
Klasifikasi Protein
Berdasarkan tipe tugas yang dilaksanakan, protein dikategorikan menjadi :Protein serat (protein struktural)Protein globularProtein konjugasi
Struktur Yang Lebih Tinggi Dari Protein
Struktur molekul proteinStruktur primerStruktur sekunderStruktur tersierStruktur kuartener
Struktur lebih tinggi dari protein yaitu :Struktur sekunderStruktur tersierStruktur kuartener
Denaturasi Protein
Denaturasi protein adalah hilangnya sifat-sifat struktur lebih tinggi oleh terkacaunya ikatan hidrogen dan gaya-gaya sekunder lain yang mengutuhkan molekul itu.
Akibatnya : hilangnya banyak sifat biologis protein itu.
Penyebab denaturasi protein :perubahan temperaturPerubahan pH
Detergen Radiasi Zat pengoksidasi atau pereduksiPerubahan tipe pelarut
Renaturasi : proses dimana protein memperoleh kembali struktur lebih tingginya yang alamiah.
Renaturasi sangat lambat atau bahkan tidak terjadi sama sekali.
Enzime
Enzime berarti dalam ragiSemua enzime adalah proteinUntuk aktivitas biologis, beberapa enzime
memerlukan gugus-gugus prostetik,atau kofaktor
Kofaktor : bagian non-protein dari enzimeKofaktor berupa : ion logam sederhanaSatuan-satuan aktif dari banyak kofaktor
adalah vitamin.
A. Menamai enzime
Umunya berakhiran –ase.misalnya: reduktase,asam-askorbat oksidase,fosfoglukoisomerase.
B. Bagaimana enzime bekerja
Diduga enzime menyesuaikan diri disekitar substrat (molekul yang akan dikerjakan) untuk membentuk suatu kompleks enzime-substrat.
Ikatan-ikatan substar menjadi tegang karena gaya tarik antara sustrat dan enzime.
Ikatan yang tegang memiliki energi yang lebih tinggi dan mudah terpatahkan, sehingga reaksi yang diinginkan berlangsung lebih mudah dan menghasilkan suatu kompleks enzime-produk.
Letak aktif : lokasi spesifik pada struktur enzime besar dimana reaksi terjadi dan mengandung gugus prostetik (jika ada).
Fungsi gugus prostetik : sebagai zat elektrofilik dan katalis dalam reaksi yang diinginkan.
Pada NAD+, letak aktif pada ujung nikotinamida dari kofaktor itu,NAD+ mudah direduksi dan karena itu mengkatalisis reaksi oksidasi
N
H
CNH2
HH
H
O
R2CHOH + R2C O +
N
CNH2
HH
H
OHH
+ H+
NAD+
teroksidasi
NADHbentuk teroksidasi dari NAD+