reaksi warna protein
DESCRIPTION
protein colors reaction reportTRANSCRIPT
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Protein
Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama")
adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari
monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.
Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur
serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup
dan virus.
Protein merupakan salah satu bagian terpenting pada makhluk hidup dan memiliki
banyak fungsi. Fungsi protein pada makhluk hidup antara lain adalah sebagai berikut:
1. Sebagai katalis reaksi enzimatis, yaitu reaksi-raksi kimia yang terjadi dalam sistim
biologi. Contoh: pepsin, isomerase, β – galaktosidase
2. Sebagai sarana transportasi, sejumlah protein spesifik berperan sebagai proses
transport ion dan molekul-molekul kecil. Contoh: hemoglobin
3. Sebagai koordinasi dalam pergerakan, yaitu sebagai pembantu sel dalam
berkontraksi. Contoh: aktin dan miosin, tubulin dan protofilamen
4. Sebagai pendukung mekanik / kerangka: sebagai pertahanan kekuatan kulit dan
tulang. Contoh: kolagen, keratin, fibroin.
5. Sebagai sistim kekebalan atau perlindungan yaitu pertahanan sel dalam serangan
benda asing, contoh : Imuniglobin atau antibodi
6. Penghasil dan penerus rangsangan sistim saraf. Contoh: rhodopsin
Sebagai kontrol pertumbuhan dan diferensiasi. Contoh : protein hormone
Struktur dan bentuk protein juga berbeda-beda, ada banyak bentuk dan
strukturnya mengingat banyak sekali fungsi dari protein ini. Untuk itu protein juga
memiliki beberapa penggolongan untuk membedakan satu protein dengan yang lainnya.
Penggolongan protein tersebut antara lain:
A. Berdasarkan struktur molekulnya
Struktur protein terdiri dari empat macam:
1. Struktur primer (struktur utama)
Struktur ini terdiri dari asam-asam amino yang dihubungkan satu sama lain secara
kovalen melalui ikatan peptida.
2. Struktur sekunder
Protein sudah mengalami interaksi intermolekul, melalui rantai samping asam
amino. Ikatan yang membentuk struktur ini, didominasi oleh ikatan hidrogen antar
rantai samping yang membentuk pola tertentu bergantung pada orientasi ikatan
hidrogennya.
3. Struktur Tersier
Terbentuk karena adanya pelipatan membentuk struktur yang kompleks. Pelipatan
distabilkan oleh ikatan hidrogen, ikatan disulfida, interaksi ionik, ikatan
hidrofobik, ikatan hidrofilik.
4. Struktur Kuartener
Terbentuk dari beberapa bentuk tersier, dengan kata lain multi sub unit. Interaksi
intermolekul antar sub unit protein ini membentuk struktur keempat/kuartener
B. Berdasarkan Bentuk dan Sifat Fisik
1. Protein globular
Terdiri dari polipeptida yang bergabung satu sama lain (berlipat rapat)
membentuk bulat padat. Misalnya enzim, albumin, globulin, protamin. Protein
ini larut dalam air, asam, basa, dan etanol.
2. Protein serabut (fibrous protein)
Terdiri dari peptida berantai panjang dan berupa serat-serat yang tersusun
memanjang, dan memberikan peran struktural atau pelindung. Misalnya fibroin
pada sutera dan keratin pada rambut dan bulu domba. Protein ini tidak larut
dalam air, asam, basa, maupun etanol.
C. Berdasarkan fungsi biologis
Pembagian protein didasarkan pada fungsinya di dalam tubuh, antara lain:
1. Enzim (ribonukease, tripsin)
2. Protein transport (hemoglobin, mioglobin, serum, albumin)
3. Protein nutrien dan penyimpan (gliadin/gandum, ovalbumin/telur,
kasein/susu, feritin/jaringan hewan)
4. Protein kontraktil (aktin dan tubulin)
5. Protein Struktural (kolagen, keratin, fibrion)
6. Protein Pertahanan (antibodi, fibrinogen dan trombin, bisa ular)
7. Protein Pengatur (hormon insulin dan hormon paratiroid)
D. Berdasarkan Daya Larutnya
1. Albumin
Larut dalam air, mengendap dengan garam konsentrasi tinggi. Misalnya albumin
telur dan albumin serum
2. Globulin Glutelin
Tidak larut dalam larutan netral, larut asam dan basa encer. Glutenin (gandum),
orizenin (padi).
3. Gliadin (prolamin)
Larut etanol 70-80%, tidak larut air dan etanol 100%. Gliadin/gandum,
zein/jagung
4. Histon
Bersifat basa, cenderung berikatan dengan asam nukleat di dalam sel. Globin
bereaksi dengan heme (senyawa asam menjadi hemoglobin). Tidak larut air,
garam encer dan pekat (jenuh 30-50%). Misalnya globulin serum dan globulin
telur.
5. Protamin
Larut dalam air dan bersifat basa, dapat berikatan dengan asam nukleat menjadi
nukleoprotamin (sperma ikan). Contohnya salmin
Protein juga memiliki beberapa sifat spesifik. Sifat-sifat protein yang penting
diantaranya:
1. Ionisasi
Apabila larut dalam air akan membentuk ion (+ dan -).
2. Denaturasi
Perubahan konformasi serta posisi protein sehingga aktivitasnya berkurang atau
kemampuannya menunjang aktivitas organ tertentu dalam tubuh hilang → tubuh
mengalami keracunan.
3. Viskositas
Tahanan yang timbul akibat adanya gesekan antara molekul didalam zat cair yang
mengalir.
4. Kristalisasi
Proses yang sering dilakukan dengan jalan penambahan garam amonium sulfat
atau NaCl pada larutan dengan pengaturan pH pada titik isolistriknya.
5. Sistim Koloid
Sistem yang heterogen terdiri atas dua fase yaitu partikel kecil yang terdispersi
dari medium atau pelarutnya ( Poedjiadi ,1994).
2.2. Asam Amino
Asam amino merupakan bagian struktur protein dan menentukan banyak sifatnya
yang penting. Secara umum struktur asam amino adalah sebagai berikut:
Struktur Asam Amino
Asam amino juga memiliki sifat tertentu yang membedakannya dari senyawa lain.
Sifat-sifat dan bentuk asam amino tersebut antara lain:
1. Asam amino dengan gugus R yang tak mengutub (nonpolar).
Contoh: alanin, valin, leusin dan isoleusin.
2. Asam amino dengan gugus R yang mengutub tak bermuatan (polar).
Contoh: glisin, serin, treonin, tyrosin, asparagin, dan glutamin.
3. Asam amino dengan gugus R bermuatan negatif (asam amino asam)
Contoh: asam aspartat, asam glutamate.
4. Asam amino dengan gugus R bermuatan positif (asam amino basa)
Contoh: lisin, arginin, histidin.
5. Tiga asam amino dengan rantai samping aromatik
Contoh:
- Fenillalanin mempunyai cirri-ciri fenilteriat dengan gugus mesilen (-CH2-)
- Triptofan mempunyai cirri-ciri indol yang terikat pada gugus metilen
- Cincin aromatic tirosin mempunyi gugus hidroksil
6. Asam amino memiliki rantai samping asam belerang.
Contoh: sistein mengandung gugus sulfidril (-SH) dan metion mengandung atom
belerang dengan bentuk ikatan tioeter (-S-CH3).
2.3. Peptida
Peptida dan protein keduanya merupakan poliamida yang terdiri atas asam α-
amino yang dihubungkan melalui gugus karboksil dan α-amino.
Struktur Peptida
Dalam biokimia, ikatan amida disebut juga sebagai ikatan peptida. Resultan
polimer yang telah diklasifikasikan sebagai peptida atau protein tidaklah tergambar
dengan jelas, umumnya panjang rantai yang lebih dari 40 menggambarkan keberadaan
protein, sedangkan istilah polipeptida dapat digunakan untuk menyebut semua rantai
panjang tersebut. Meskipun terlihat serupa, peptida dan protein menampilkan berbagai
macam fungsi biologis dan banyak fungsi fisiologis. Sebagai contoh, mereka berfungsi
sebagai struktur molekul dalam jaringan, enzim, antibodi, sebagai neurotransmitter, dan
bertindak sebagai hormon yang dapat mengontrol banyak proses fisiologis, mulai dari
sekresi asam lambung dan metabolisme karbohidrat pertumbuhan itu sendiri. Aktivitas
berbeda timbul akibat konsekuensi dari urutan asam amino dalam peptida atau protein
(struktur primer), struktur tiga dimensi dari suatu molekul yang kemudian menjadi hasil
dari urutan atau rangkaian ini (struktur sekunder dan struktur tersier), dan sifat khusus
dari individu rantai samping yang terdapat pada suatu molekul. Banyak struktur yang
telah mengalami modifikasi pada poliamida dasarnya, dan modifikasi tersebut dapat
menyebabkan perubahan aktivitas biologisnya secara signifikan. Dimana L- amino acid
memiliki fungsi sebagai pembentuk protein sedangkan D- amino acid memiliki fungsi
sebagai materi pembungkus bakteri dan beberapa antibiotik.
Dua molekul asam amino dapat saling berikatan membentuk ikatan kovalen
melalui suatu ikatan amida yang disebut dengan ikatan peptida. Ikatan peptida merupakan
ikatan yang terbentuk ketika atom karbon pada gugus karboksil suatu molekul berbagi
elektron dengan atom nitrogen pada gugus amina molekul lainnya.
Reaksi Pembentukan Ikatan Peptida Dengan Reaksi Kondensasi
Reaksi yang terjadi merupakan reaksi kondensasi, hal ini ditandai dengan
lepasnya molekul air ketika reaksi berlangsung. Hasil dari ikatan ini merupakan ikatan
CO-NH, dan menghasilkan molekul yang disebut amida. Ikatan peptida ini dapat
menyerap panjang gelombang 190-230 nm.
Ikatan peptida dapat dirusak atau diputus dengan melakukan hidrolisis. Ikatan
peptida terbentuk dari protein yang mempunyai kecenderungan untuk putus secara
spontan ketika terdapat air. Dari hasil pemutusan tersebut, dilepaskan energi sebesar 10
kJ/mol. Namun, proses pemutusan terjadi sangat lambat. Pada umumnya, organisme
menggunakan enzim untuk membantu proses pemutusan atau pembentukan ikatan
peptida untuk mempercepat reaksi.
Hidrolisis ikatan peptida yang dilakukan dengan pemanasan polipeptida dalam
suasana asam atau dengan basa kuat (konsentrasi tinggi). Sehingga dihasilkan asam
amino dalam bentuk bebas. Hidrolisa ikatan peptida dengan cara ini merupakan langkah
penting untuk menentukan komposisi asam amino dalam sebuah protein dan sekaligus
dapat menetapkan urutan asam amino pembentuk protein tersebut.
Reaksi Hidrolisis Peptida
2.4. Uji Protein
1. Uji Millon.
Uji ini dilakukan untuk mengetahui adanya gugus hidroksifenil (tyrosin).
Reaksi yang terjadi merupakan pengikatan Hg pada hidrokifenil menghasilkan
kompleks berwarna merah.
Prosedur: Sebanyak 5 tetes pereaksi Millon ditambahkan ke dalam 3 mL larutan
protein, dipanaskan. Uji dilakukan terhadap larutan gelatin 2%, kasein 2%.
2. Uji Biuret.
Uji ini dilakukan untuk mengetahui adanya ikatan pepida. Reaaksi positif bila
terjadi warna ungu karena adanya kompleks yang terjadi antara ikatan peptide
dengan O dari air. Reaksi ini disebut reaksi biuret karena positif terhadap biuret
( kondensasi 2 molekul urea) .
Prosedur: Sebanyak 3 mL larutan protein ditambah 1 mL NaOH 10% dan
dikocok. Ditambahkan 1-3 tetes larutan CuSO4 0.1%. Diamati timbulnya warna.
Reaksi Uji Biuret
3. Uji Ninhidrin
Uji ini dilakukan untuk menentukan adanya asam amino. Reaksi pada
ninhydrin ini memyebabkan dekarboksilasi oksidatif dari asam amino yng
menghasilkan CO2, NH3 dan aldehida yang rantainya lebih pendek 1 C dari asam
amino asalnya. Ninhydrin yang tereduksi akan bereaksi dengan NH3 sehingga
membentuk senyawa kompleks berwarna biru dengan absorpsi warna maksimum
pada panjang gelombang 570 nm.
Prosedur: Sebanyak 0.5 mL larutan ninhidrin 0.1% ditambahkan ke dalam 3 mL
larutan protein. Dipanaskan selama 10 menit, diamati perubahan warna yang
terjadi. Uji dilakukan terhadap larutan gelatin 0.02%, kasein 0.02%, dan pepton
0.02%.
Reaksi Uji Ninhidrin
4. Uji Belerang
Uji ini dilakukan untuk mengidentifikasi asam amino yang mengandung
gugus sulfur yaitu sistein dan methionin. Reaksi yang terjadi dilakukuan oleh Pb-
asetat dengan asam amino membentuk endapan berwarna kelabu yaitu garam PbS.
Penambahan NaOH ditujukn untuk mendenaturasi protein sehingga ikatan yang
menghubungkan atom sulfur dapat terputus oleh Pb-asetat membentuk PbS.
Prosedur: Sebanyak 2 mL larutan protein ditambah 5 mL NaOH 10%, dipanaskan
selama 5 menit. Kemudian ditambah 2 tetes larutan Pb-asetat 5%, pemanasan
dilanjutkan, diamati warna yang terjadi. Uji dilakukan terhadap larutan gelatin
0.02%, kasein 0.02%.
Reaksi Uji Sulfur
5. Uji Xanthoproteat.
Uji ini menunjukan adanya inti benzene (cincin fenil), maka digunakan untuk
identifikasi tyrosin, tripthopan dan fenilalanin. Hasil yang didapatkan adalah endapan
putih yang dapat berubah menjadi kuning bila dipanaskan. Reaksi yang terjadi adalah
nitrasi pada inti benzene yang terdapat pada inti protein.
Prosedur: Sebanyak 2 mL larutan protein ditambahkan 1 mL HNO3 pekat,
dicampur, kemudian dipanaskan, diamati timbulnya warna kuning tua.
Didinginkan, ditambahkan tetes demi tetes larutan NaOH pekat sampai larutan
menjadi basa. Diamati perubahan yang terjadi. Uji dilakukan terhadap larutan
gelatin 2%, kasein 2%.
Reaksi Xanthoprotein
6. Uji Hopkin Cole
Uji ini menunjukan adanya inti indol dan triphopan. Reaksi yang terjadi
adalah 2 inti indol dan aldehid menyebabkan adanya cincin ungu pada bidang batas.
Hasil yang didapatkan adalah cincin ungu pada batas dua lapisan.
Prosedur: sampel protein diteteskan dengan formal dehid dan mrkuri sufat yang
kemudian dialiri dengan asam sulfat.
7. Uji Kromatografi Lapis Tipis
Uji ini dilakukan untuk mengidentifikasi protein yang terdiri dari asam amino
yang akan dibandingakan dengan pembanding (standart).
Prosedur : Mengambil 30 g sampel lalu dimasukkan ke dalam erlenmeyer,
tambahkan 10 ml HCl 8 N untuk masing-masing erlenmeyer, tutup erlenmeyer
dengan menggunakan kapas dan dibungkus dengan kertas. Di masukkan dalam
autoklaf 1 atm didapatkan campuran dari as. Amino yang terhidrolisis.
Hidrolisat yang didapat ditambahkan dengan natrium bikarbonat sampai pH-nya
netral. Kemudian masing-masing dilarutkan dalam metanol lalu ditotolkan pada
plat KLT. Plat dikeringkan di udara terbuka,selanjutnya dimasukkan ke dalam
bejana kromatografi yang telah dijenuhkan dengan eluen. Sebagai eluen
digunakan etanol 96% : air (70 : 30) dan butanol : as. Asetat : air (80 : 20 : 20).
Eluen dibiarkan naik sampai tanda batas, kemudian plat dikeluarkan dari bejana
dan dikeringkan. Semprotkan pereaksi ninhidrin lalu panaskan diatas hotplate
sampai terlihat warna biru-ungu.