TUGAS KIMIA ORGANIK III“PROTEIN”

Oleh:MUTIARA HAPSARI24030113140107

Peran Protein pada Organisme Hidup

1. Sumber Energi

6. Buffering Action

2. Transporter

7. Dukungan struktural untuk Sel Hidup

4. Hormon

5. Sistem Kekebalan

3. Katalis Biokimia

• Protein adalah sumber energi seperti karbohidrat dan lemak. Setiap gram dalam protein dapat menghasilkan 4,1 kalori, yang cocok sebagai sumber energi.

• Dalam sistem tanaman protein memainkan peran penting dalam perkecambahan. Protein disimpan bertindak sebagai sumber nitrogen untuk embrio berkembang, dan memasok energi yang diperlukan.

1. Sumber Energi

• Menurut model mosaik cair , membran sel kita terdiri dari protein dan lipid. Protein globular dan protein yang transmembran membantu dalam mengatur aliran ion dan molekul kecil seperti ion natrium dan molekul glukosa melalui sel.

• Pengangkutan molekul tersebut terjadi melalui proses difusi. Protein transmembran memperluas di kedua sisi dari membran sel yang bertindak sebagai regulator dengan memungkinkan atau menolak masuknya ion dan molekul. Protein globular bertindak sebagai pembawa dengan mengikat molekul dan memfasilitasi transportasi ke dalam membran sel. Setelah diangkut, protein ini melepaskan diri dari molekul. Transferin adalah contoh dari protein transportasi. Ini membawa besi dalam sistem kekebalan tubuh.

2. Transporter

• Enzim adalah protein di alam. Mereka membantu mengkatalisis (meningkatkan laju reaksi) berbagai proses biokimia penting seperti glikolisis. Caranya dengan menurunkan energi minimum yang diperlukan untuk melaksanakan proses biokimia, yang disebut energi aktivasi.

• Setiap enzim mengikat hanya substrat tertentu dan meningkatkan tingkat konversi substrat menjadi produk lain. Produk ini kemudian siap digunakan oleh tubuh makhluk hidup untuk mempertahankan pertumbuhan dan perkembangan normal. Misalnya, enzim heksokinase bertindak pada glukosa (substrat) untuk memberikan serangkaian produk yang ditindaklanjuti oleh berbagai enzim melepaskan molekul ATP (energi) untuk metabolisme sel.

3. Katalis Biokimia

• Hormon adalah protein yang berfungsi sebagai pembawa pesan kimia. Saat disekresikan hormon bertindak pada sel target mereka, jaringan, dan organ. Hormon mengikat reseptor hadir spesifik pada permukaan target lalu mereka menyebabkan aliran respon sinyal. Respon ini sangat penting untuk kesehatan fisik dan mental seseorang.

• Tanaman juga memiliki hormon, yang disebut fitohormon. Sebuah contoh dari hormon manusia adalah hormon pertumbuhan. Seperti namanya, hal ini membantu dalam pertumbuhan keseluruhan tubuh yang hidup.

4. Hormon

• Kebanyakan respon imun yang dilakukan oleh entitas protein. Contohnya antibodi diproduksi oleh sel B dari sistem kekebalan tubuh yang sangat spesifik untuk antigen tertentu (benda asing seperti bakteri ).

• Antibodi ini membantu dalam memberantas dan menetralkan patogen berbahaya. Juga, sistem komplemen dari sistem kekebalan tubuh kita memiliki sejumlah molekul protein kecil. Protein ini seperti C3, C9, dll, bisa diaktifkan secara bertahap menciptakan pori-pori di membran sel target (bakteri, virus) lalu menyebabkan membran pecah dan akhirnya lisis sel. Dalam kasus cedera, fibrinogen, suatu protein dalam plasma darah, membentuk fibrin.

5. Sistem Kekebalan

• Kita tahu darah yang bertindak sebagai media transportasi dalam tubuh manusia dan hewan. Ini memasok nutrisi penting, hormon, antibodi, dll, untuk berbagai organ tubuh. Namun, ia mempertahankan lingkungan pH stabil untuk menjalankan fungsinya dengan baik. PH ini dikelola oleh sistem penyangga protein bersama dengan bikarbonat dan sistem penyangga fosfat.

• Protein memiliki gugus amino dan gugus karboksil membuat mereka mampu menyumbangkan dan menerima ion hidrogen. Oleh karena itu, ketika darah kita menjadi terlalu asam atau basa, mereka menerima atau menyumbangkan ion H +. Hal ini memastikan pH netral 7,4 dalam darah.

6. Buffering Action

• Protein berserat yang disebut kolagen, memberikan kekuatan, ketegasan, dan struktur sel-sel tubuh dan jaringan, menahan mereka bersama-sama di tempat. Tanpa kehadiran mereka, sel-sel tidak akan mampu untuk terus bersama, dan jaringan dan organ akan runtuh. Jaringan ikat seperti jaringan adiposa, tulang rawan, tendon, dan ligamen terdiri dari protein ini.

• Keratin membentuk penghalang pelindung bagi sebagian besar makhluk hidup. Itu membuat lapisan terluar dari kulit kita, kuku, dan rambut. Pada hewan, hal ini membantu dalam mengembangkan tanduk, bulu, dan skala, sedangkan pada burung berkembang paruh, bulu, dan cakar.

7. Dukungan struktural untuk Sel Hidup

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Keanekaragaman Protein

• Protein tersusun dari peptida-peptida sehingga membentuk suatu polimer yang disebut polipeptida. Setiap monomernya tersusun atas suatu asam amino.

• Asam amino adalah molekul organik yang memiliki gugus karboksil dan gugus amino yang mana pada bagian pusat asam amino terdapat suatu atom karbon asimetrik. Pada keempat pasangannya yang berbeda itu adalah gugus amino, gugus karboksil, atom hidrogen, dan berbagai gugus yang disimbolkan dengan huruf R. Gugus R disebut juga sebagai Rantai samping yang berbeda dengan gugus amino. (Campbell et al., 2009).

• Karena gugus yang berbeda itulah protein menjadi beraneka ragam jenisnya. Karena setiap gugus memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda pula.

Struktur umum asam amino (Lehninger et al., 2004).

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Keanekaragaman Protein

• Berdasarkan perbedaan-perbedaan tersebut faktor-faktor yang mempengaruhi keaneka-ragaman protein dikelompokkan sebagai berikut :o Bentuk morfologis proteino Kelarutan dalam air atau pelarut laino Hasil hidrolisa proteino Fungsi protein o Struktur proteino Sumber protein

Peptida

• Beberapa molekul asam amino dapat berikatan satu dengan lain membentuk suatu senyawa yang disebut peptida.

• Peptida yang dibentuk oleh dua molekul asam amino disebut dipeptida. Selanjutnya tripeptida dan tetrapeptida ialah peptida yang terdiri atas tiga molekul dan empat molekul asam amino. Polipeptida ialah peptida yang molekulnya terdiri dari banyak molekul asam amino.

• Protein ialah suatu polipeptida yang terdiri atas lebih dari seratus asam amino.

• Contoh dipeptida adalah glisilalanin dan alanilglisin. Keduanya penyusunnya sama tapi strukturnya berbeda. Berikut ini reaksi pembentukan glisilalanin :

Dipeptida

H2 – CH – C - NH – CH – COOH (Glisilalanin)

H CH3

O

NH2 – CH - COOH + NH2 – CH – COOH H CH3

Glisin Alanin

Tripeptida

• Contoh tripeptida adalah glutathione. Glutathione tersusun dari cystein, glutamin acid, and glycin. Glutathione secara alami terdapat dan diproduksi dalam tubuh.

Tetrapeptida

• Contoh tetrapeptida adalah Tyrosylalanylcysteinylglycine (tyr-ala-cys-gly). Tetrapeptida ini tersusun dari tyrosin, alanin, cysteine, dan glycine.

Pentapeptida• Contoh pentapeptida adalah

serylglycyltyrosylalanylleucine yang tersusun dari serin, glisin, tirosin, alanin, dan leusin.

Klasifikasi Asam Aminoa. Berdasarkan Rantai Samping

Asam amino L-alfa dapat dibagi dalam tujuh golongan berdasarkan struktur rantai samping sebagai berikut: 1) Rantai samping alifatik Misalnya: glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin 2) Rantai samping mengandung gugus hidroksi (-OH) Misalnya: serin,

treonin 3) Rantai samping mengandung gugus sulfur Misalnya: sistein, metionin 4) Rantai samping mengandung gugus (-COOH) atau amida Misalnya:

asam aspartat, asparagin, asam glutamat, glutamin 5) Rantai samping mengandung gugus basa Misalnya: aginin, lisin,

hidroksilisin 6) Rantai sampingnya mengandung cincin aromatik Misalnya:

fenilalanin, tirosin, triptofan 7) Asam imino Misalnya: prolin, 4-hidroksiprolin

Klasifikasi Asam Amino

b. Berdasarkan sifat essensial dan non essensialDibagi menjadi dua, yaitu :1. Asam amino essensial2. Asam amino non essensial

Klasifikasi Asam Amino

1. Asam amino essensialDari sekitar dua puluhan asam amino yang kita kenal,

sekitar sepuluh macam tidak bisa dibentuk oleh tubuh manusia dan harus didatangkan dari asupan makanan. Itulah yang disebut asam amino esensial, sering juga disebut asam amino indispensable. Asam amino esensial ini diperlukan untuk pertumbuhan tubuh. Jika kekurangan kelompok asam amino ini akan menderita busung lapar (kwashiorkor).

Contoh asam amino essensial yaitu Leucine, Isoleucine, Valine, Lycine, Tryptophan, Methionine, Threonine, Arginin, Histidin, dan Phenylalanine.

Klasifikasi Asam Amino

2. Asam amino non essensialAda sepuluh asam amino yang bisa dibentuk

oleh tubuh manusia, dan disebut asam amino non esensial atau asam amino dispensable. Karena bisa dibentuk sendiri oleh tubuh maka tidak harus memperoleh asupan dari makanan.

Aspartic Acid, glycine, alanine, serine, Selenosistein, prolin, tirosin, sistein, glutamin, glutamat, dan asperagin.

Ikatan Peptida

• Ikatan peptida atau ikatan amida adalah ikatan kovalen yang terbentuk antara 2 molekul ketika gugus karbonil, -CO- dari molekul yang satu bereaksi dengan gugus amino darimolekul yang lain, dengan melepaskan satu molekul air.

• Reaksi ini tergolong sintesis dehidrasi, yaitu penggabungan 2 molekul monomer dengan melepaskan satu molekul air. Reaksi ini juga dikenal sebagai reaksi kondensasi danumumnya terjadi pada molekul asam amino.

Sifat Fisik Asam Amino

1. Pada umumnya asam amino berupa kristal dan terdekomposisi pada suhu tinggi, dibandingkan dengan amina dan asam karboksilat yang bersesuaian.

2. Tidak larut dalam pelarut non polar, tetapi sangat larut dalam air.

3. Mempunyai momen dipol yang tinggi4. Mempunyai sifat, baik asam dan basa5. Mempunyai struktur ion dipolar (zwitter ion)

Sifat Kimia Asam Amino

• Reaksi berdasarkan radikal aminoDalam banyak hal, asam amino bersifat

sebagai amina primer karena struktur kimia asam amino mengandung radikal amino bebas. Reaksi berdasarkan adanya radikal amino terdiri dari reaksi sanger, piria, siegfried, oksidasi deaminasi, reduksi deaminasi, asetilasi, edman, reaksi dengan dansil klorida.

• Reaksi sangerPada kondisi dingin dan alkalis, asam amino dapat

bereaksi dengan pereaksi sanger (1-fluoro-2,4-dinitrobenzen) membentuk persenyawaan berwarna kuning cerah yang dapat larut dalam dietileter. Terhadap pengaruh hidrolisis, ikatan kovalen yang terbentuk antara kedua persenyawaan itu lebih stabil dibandingkan degan ikatan peptida. Reaksi sanger dapat dipakai untuk mengetahui adanya radikal amino bebas yang terdapat di ujung rantai polipeptida dalam molekul protein.

• Reaksi PiriaAsam amino dapat diubah oleh asam nitrit

menjadi asam hidroksi karboksilat. Pada reaksi ini, terjadi pembongkaran radikal amino sehingga dibebaskan radikal nitrogen.

• Reaksi SiegfriedApabila gas karbondioksida dialrikan

melalui asamamino dalam suasana alkalis, gas tersebut akan ditangkap oleh radikal amino pada asam amino pada asamamino hingga terbentuk karbamino.

• Reaksi Oksidasi DeaminasiDengan adanya arang kayu, asam amino

dapat dipengaruhi oleh oksigen sehingga terbentuk asam keto karboksilat. Pada reaksi oksidasi ini, gugus amino dibebaskan sehingga reaksi ini disebut reaksi oksidasi deaminasi.

• Reaksi Reduksi DeaminasiAsam amino dapat mengalami reduksi

menjadi asam karboksilat dan amoniak. Reaksi reduksi ini juga diikuti oleh pembebasan gugus amino sehingga disebut reaksi reduksi deaminasi.

• Reaksi AsetilasiPada pemanasan dalam suasana alkalis,

asam amino bereaksi dengan asetil klorida membentuk N-asetil asam amino dan asam klorida.

• Reaksi EdmanFenilisotiosianat yang juga dikenal sebagai

pereaksi Edman dapat bereaksi dengan asam amino membentuk feniltiohidantoat atau asam amino feniltiokarbamoil. Reaksi edman dapat digunakan untuk identifikasi adanya radikal amino bebas pada ujung rantai polipeptida molekul protein.

• Reaksi dengan Dansil KloridaAsam amino dapat bereaksi dengan 5-

dimetilamino naftalen sulfoniklorida yang lebih dikenal sebagai dansil klorida sehingga terbentuk derivat dansil yang berfluoresensi.

Sifat Kimia Asam Amino• Reaksi berdasarkan radikal karboksilat1. Reaksi Dekarboksilasi

Asam amino dapat mengalami proses dekarboksilasi, yaitu dibebaskannya karbon dioksida dari radikal karboksil yang terdapat dalam struktur kimia asam amino.

2. Reaksi EsterifikasiDikarenakan asam amino mempunyai radikal

karboksil bebas, pemanasan asam amino dan alkohol dengan asam klorida atau asam sulfat sebagai katalis dapat membentuk ester.

Sifat Kimia Asam Amino

• Reaksi berdasarkan radikal amino dan karboksilat

1. Reaksi Netralisasi IntramolekulMolekul asam amino mengandung

karboksil bebas dan amino bebas. Pada pH tertentu, radikal karboksil melepaskan proton dan segera ditangkap oleh gugus amino sehingga terjadi netralisasi intramolekul membentuk ion dwikutub atau ion zwitter.

2. Reaksi NinhidrinPereaksi ninhidrin dapat digunakan untuk

mengukur kadar asam amino secara kuantitatif.

Klasifikasi Protein• Berdasarkan Fungsi Biologis• Enzim, yaitu protein yang berfungsi sebagai biokatalisator.

Hampir semua reaksi senyawa organik dalam sel dikatalisis enzim. Lebih dari 2000 jenis enzim telah ditemukan di dalam berbagai bentuk kehidupan. Contohnya, ribonuklease dan tripsin.

• Protein transpor, yaitu protein yang mengikat dan memindahkan molekul atau ion spesifik. Hemoglobin dalam sel darah merah mengikat oksigen dari paru-paru, dan membawanya ke jaringan periferi. Protein transpor lain terdapat dalam dinding sel dan menyesuaikan strukturnya untuk mengikat dan membawa glukosa, asam amino, dan nutrien lain melalui membran ke dalam sel.

Lanjutan…

• Protein nutrien dan penyimpanan, ialah protein yang berfungsi sebagai cadangan makanan. Contohnya ialah protein yang terdapat dalam biji-bijian seperti gandum, beras dan jagung. Ovalbumin pada telur dan kasein pada susu juga merupakan protein nutrien.

• Protein kontraktil yaitu protein yang memberikan kemampuan pada sel dan organisme untuk mengubah bentuk atau bergerak. Contohnya ialah aktin dan miosin, yaitu protein yang berperan dalam sistem kontraksi otot kerangka

Lanjutan…• Protein struktur, yaitu protein yang berperan sebagai

penyanggah untuk memberikan struktur biologi kekuatan atau perlindungan. Contohnya ialah kolagen, keratin, dan fibroin.

• Protein pertahanan (antibodi), yaitu protein yang melindungi organisme terhadap serangan organisme lain (penyakit). Contohnya adalah imunoglobin atau antibodi yang terdapat dalam vertebrata, Fibrinogen dan trombin merupakan protein penggumpal darah jika sistem pembuluh terluka.

• Protein pengatur, yaitu protein yang berfungsi mengatur aktivitas seluler atau fisiologi. Contohnya ialah hormon seperti insulin yang mengatur metabolisme penyakit diabetes. Contoh lain adalah hormon pertumbuhan dan hormon seks.

Klasifikasi Protein• Berdasarkan Komponen Penyusunnya

Protein dibedakan atas protein sederhana (simple protein) dan protein majemuk (conjugated protein).

• Protein sederhanaProtein sederhana hanya tersusun atas asam alfa-amino

sehingga hidrolisisnya secara sempurna hany akan menghasilkan asam alfa-amino penyusunnya.

• Protein majemukProtein ini tersusun atas protein sederhana dan zat nonprotein

lainnya. Zat nonprotein ini disebut radikal prostetik. Berdasarkan radikal prostetiknya, protein majemuk dibadakan atas glikoprotein, kromoprotein, lipoprotein, nukleoprotein dan fosfoprotein.

Klasifikasi Protein• Berdasarkan tingkat degradasi atau tingkat pemecahannya• Protein dibedakan atas protein alam dan protein derivat, yang dikenal

juga sebagai protein turunan.• Protein alam

Merupakan protein asli seperti yang terdapat dalam sel hewan atau sel tanaman. Rantai polipeptida dan gaya-gaya sekunder yang memperthankan stabilitas protein tersebut belum mengalami perubahan. Protein globular, protein fibrosa, protein sederhana, dan protein majemuk yang telah dibicarakan, merupakan contoh-contoh protein alam.

• Protein derivatMerupakan hasil pemecahan protein alam sebelum menjadi asam

alfa amino. Pemecahan protein pada umumnya terjadi melalui prses hidrolisis. Pada hidrolisis ringan diperoleh protein derivat primer (protean, metaprotein), sedangkan pada hidrolisis berat diperoleh protein derivat sekunder (proteosa, pepton, dan peptida).

TERIMAKASIH