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+