REAKSI UJI TERHADAP ASAM AMINO DAN PROTEIN

 

LABORATORIUM BIOKIMIA

PROGRAM STUDI FARMASI FAKULTAS MIPA

UNIVERSITAS ISLAM MAKASSAR

 

LAPORAN LENGKAP

REAKSI UJI TERHADAP ASAM AMINO DAN PROTEIN

 

OLEH

KELOMPOK             :

KELAS                       :

ANGKATAN             :

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS ISLAM MAKASSAR

MAKASSAR

2016

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

 

            Hampir setiap fungsi dinamik dalam makhluk hidup bergantung pada protein. Faktanya nilai penting protein digaris bawahi oleh namanya, yang berasal dari kata Yunani proteios, yang berarti ‘tempat pertama’. Protein menyusun lebih dari 50% massa kering sebagian besar sel, dan protein teramat penting bagi hampir semua hal yang dilakukan organisme. Beberapa protein mempercepat reaksi kimia, sedangkan yang lain berperan dalam penyokongan struktural, penyimpanan, transpor, komunikasi selular, pergerakan, serta pertahanan melawan zat asing.

Protein terdiri dari asam-asam amino yang dihubugkan melalui ikatan peptida pada ujung-ujungnya. Selain ikatan peptida terdapat ikatan kimia lain dalam protein yaitu ikatan hidrogen, ikatan hidrofob, ikatan ion/ikatan elektrostatik, dan ikatan van der Waals. Protein dapat tidak stabil terhadap beberapa faktor yaitu pH, radiasi, suhu, medium pelarut organik, dan detergen.

Protein tersusun dari atom C, H, O, dan N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan asam amino yang terdapat di alam hanya 20 asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein. Pada berbagai uji kualitatif yang dilakukan terhadap beberapa macam protein, semuanya mengacu pada reaksi yang terjadi antara pereaksi dan komponen protein, yaitu asam amino tentunya. Beberapa asam amino mempunyai reaksi yang spesifik pada gugus R-nya, sehingga dari reaksi tersebut dapat diketahui komponen asam amino suatu protein. Uji protein dengan metode identifikasi protein secara kualitatif dapat menggunakan prinsip diantaranya uji biuret, pengendapan dengan logam, pengendapan dengan garam, pengendapan dengan alkohol, uji koagulasi dan denaturasi protein.

Untuk mengetahui kebenaran teori tersebut maka dilakukanlah percobaan uji protein dengan metode identifikasi secara kualitatif dengan menggunakan prinsip pengendapan dengan logam dan pengendapan dengan alkohol.

 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

 

            Protein adalah sekelompok senyawa organik yang nyaris keseluruhannya terdiri atas karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Protein biasanya suatu polimer yang tersusun atas banyak subunit (monomer) yang dikenal sebagai asam amino. Asam amino yang biasanya ditemukan dalam protein menunjukkan struktur sebagai berikut (Fried dan Hademenos, 2006).

            Protein merupakan makromolekul yang paling melimpah di dalam sel dan menyusun lebih dari setengah berat kering pada semua organisme. Sebagai makro molekul, protein merupakan senyawa organik yang mempunyai berat molekul tinggi dan berkisar antara beberapa ribu sampai jutaan dan tersusun dari C, H, O dan N serta unsur lainnya seperti S yang membentuk asam-asam amino. Semua protein pada semua makhluk, dibangun oleh oleh susunan dasar yang sama, yaitu 20 macam asam amino baku yang molekulnya sendiri tidak mempunyai aktivitas biologis sedang protein sebagai enzim dan hormon mempunyai fungsi khusus. Disamping itu protein dapat berfungsi sebagai pembangun struktur, sumber energi, penyangga racun, pengatur pH dan bahkan sebagai pembawa sifat turunan dari generasi ke generasi (Patong, dkk., 2012).

Melalui reaksi hidrolisis protein telah didapatkan 20 macam asam amino yang dibagi berdasarkan gugus R-nya, berikut dijabarkan penggolongan tersebut : asam amino non-polar dengan gugus R yang hidrofobik, antara lain Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin, Prolin, Fenilalanin, Triptofan dan Metionin. Golongan kedua yaitu asam amino polar tanpa muatan pada gugus R yang beranggotakan Lisin, Serin, Treonin, Sistein, Tirosin, Asparagin dan Glutamin. Golongan ketiga yaitu asam amino yang bermuatan positif pada gugus R dan golongan keempat yaitu asam amino yang bermuatan negatif pada gugus R. Dari ke-20 asam amino yang ada, dijumpai delapan macam asam amino esensial yaitu valin, leusin, Isoleusin, metionin, Fenilalanin, Triptofan, Treonin, dan Lisin. Asam amino essensial ini tidak bisa disintesis sendiri oleh tubuh manusia sehingga harus didapatkan dari luar seperti makanan dan zat nutrisi lainnya (Samadi, 2012).

            Pembagian tingkat organisasi struktur protein ada empat kelas yakni struktur primer, struktur sekunder, dan struktur tersier. Sedangkan klasifikasi protein dibagi berdasarkan sifat biologisnya, berdasarkan sifat kelarutannya dan gugus prostetiknya (Katili, 2009).

            Pada struktur primer ini ikatan antar asam amino hanya ikatan peptida (ikatan kovalen). Struktur ini dapat digambarkan sebagai rumus bangun yang biasa ditulis untuk senyawa organik. Pada ikatan ini tidak terdapat ikatan atau kekuatan lain yang menghubungkan asam amino dengan satu dan lainnya. Pada struktrur sekunder dimana rantai asam amino bukan hanya dihubungkan oleh ikatan peptida tetapi juga diperkuat oleh ikatan hidrogen. Karena ikatan peptida adalah planar maka dalam satu molekul protein dapat berotasi hanya C_a-N dan C_a-C terhadap sumbu (struktur primer), sehingga memungkinkan suatu protein yang disebut a-heliks. Struktur tersier terbentuk karena terjadinya pelipatan (folding) rantai a-heliks, konformasi b, maupun gulungan rambang suatu polipeptida, membentuk protein globular, yang struktur tiga dimensinya lebih rumit daripada protein serabut. Struktur kuartener terbentuk dari beberapa bentuk tersier dan bisa terdiri dari promoter yang sama atau yang berlainan. Agregasi dari banyak polipeptida dapat membentuk sebuah protein tunggal yang fungsional (Patong, dkk., 2012).

            Fungsi protein ditentukan oleh konformasinya, atau pola lipatan tiga dimensinya, yang merupakan pola dari rantai polipeptida. Beberapa protein seperti keratin rambut dan bulu, berupa serabut, dan tersusun membentuk struktur linear atau struktur seperti lembaran dengan pola lipatan berulang yang teratur. Protein lainnya, seperti kebanyakan enzim, terlipat membentuk konformasi globular yang padat dan hampir menyerupai bentuk bola. Konformasi akhir bergantung pada berbagai macam interaksi yang terjadi (Kuchel dan Ralston, 2006).

Dalam ilmu Kimia, pencampuran atau penambahan suatu senyawa dengan senyawa yang lain dikatakan bereaksi bila menunjukkan adanya tanda terjadinya reaksi, yaitu: adanya perubahan warna, timbul gas, bau, perubahan suhu, dan adanya endapan. Pencampuran yang tidak disertai dengan tanda demikian, dikatakan tidak terjadi reaksi kimia. Ada beberapa reaksi khas dari protein yang menunjukkan efek/tanda terjadinya reaksi kimia, yang berbeda-beda antara pereaksi yang satu dengan pereaksi yang lainnya. Semisal reaksi uji protein (albumin) dengan Biuret test yang menunjukkan perubahan warna, belum tentu sama dengan pereaksi uji lainnya (Ariwulan, 2011).

Uji protein dengan metode identifikasi protein secara kualitatif dapat menggunakan prinsif (Khoiriah, 2012) :

      · Uji Biuret : pembentukan senyawa kompleks koordinat yang berwarna yang dibentuk    oleh Cu²⁺⁺ dengan gugus –CO dan –NH pada ikatan peptida dalam larutan suasana basa.

      ·Pengendapan dengan logam   : pembentukan senyawa tak larut antara protein dan logam berat.

      ·        Pengendapan dengan garam : pembentukan senyawa tak larut antara protein dan ammonium sulfat.

      ·        Pengendapan dengan alkohol : pembentukan senyawa tak larut antara protein dan alkohol.

      ·        Uji koagulasi   : perubahan bentuk yang ireversibel dari protein akibat dari pengaruh pemanasan.

      ·         Denaturasi protein : perubahan pada suatu protein akibat dari kondisi lingkungan yang sangat ekstrim.

Berbagai protein globular mempunyai daya kelarutan yang berbeda dalam air. Variabel yang mempengaruhi kelarutan ini adalah pH, kekuatan ion, sifat dielektrik pelarut, dan temperatur. Pemusahan protein dari campuran dengan pengaturan pH didasarkan pada harga pH isoelektrik yang berbeda-beda untuk tiap macam protein. Pada umumnya molekul protein mempunyai daya kelarutan minimum pada pH isoelektriknya. Pada pH isoelektriknya beberapa protein akan mengendap dari larutan, sehingga dengan cara pengaturan pH larutan, masing-masing protein dalam campuran dapat dipisahkan satu dari yang lainnya dengan teknik yang disebut pengendapan isoelektrik (Patong, dkk., 2012).

Protein yang tercampur oleh senyawa logam berat akan terdenaturasi. Hal ini terjadi pada albumin yang terkoagulasi setelah ditambahkan AgNO₃ dan (CH₃COO)₂Pb. Senyawa-senyawa logam tersebut akan memutuskan jembatan garam dan berikatan dengan protein membentuk endapan logam proteinat. Protein juga mengendap bila terdapat garam-garam anorganik dengan konsentrasi yang tinggi dalam larutan protein. Berbeda dengan logam berat, garam-garam anorganik mengendapkan protein karena kemampuan ion garam terhidrasi sehingga berkompetisi dengan protein untuk mengikat air. Pada percobaan, endapan yang direaksikan dengan pereaksi millon memberikan warna merah muda, dan filtrat yang direaksikan dengan biuret berwarna biru muda. Hal ini berarti ada sebagian protein yang mengendap setelah ditambahkan garam (Sri, 2012).

Denaturasi adalah proses yang mengubah struktur molekul tanpa memutuskan ikatan kovalen. Proses ini bersifat khusus untuk protein dan mempengaruhi protein yang berlainan dan sampai yang tingkat berbeda pula. Denaturasi dapat terjadi oleh berbagai penyebab yang paling penting adalah bahan, pH, garam, dan pengaruh permukaan. Denaturasi biasanya dibarengi oleh hilangnya aktivitas biologi dan perubahan yang berarti pada beberapa sifat fisika dan fungsi seperti kelarutan (Deman,1989).

Sebagian besar protein dapat diendapkan dari larutan air dengan penambahan asam tertentu seperti, asam trikloroasetat dan asam perklorat. Penambahan asam ini menyebabkan terbentuknya garam protein yang tidak larut. Zat pengendapan lainnya adalah tungstat, fosfotungstat dan metanofosfat. Protein juga diendapkan dengan kation tertentu seperti Zn²⁺ dan ^Pb2+ (Patong, dkk., 2012).

 

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan

            Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan protein (glisin, asam aspartat, alanin, dan albumin), HgCl₂ 0,2 M, (CH₃COO)₂Pb 0,2 M, HCl 0,1 M, NaOH 0,1 M, etanol 95%, dan buffer pH 4,7.

 

3.2 Alat

            Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah gelas kimia tabung reaksi, rak tabung, pipet tetes, dan pipet skala.

 

3.3 Prosedur Kerja

3.3.1 Pengendapan dengan Logam

            Pada tabung reaksi dimasukkan 3 ml larutan protein pada masing-masing tabung, 2 tabung berisi larutan albumin, 2 berisi alanin, 2 berisi glisin, dan 2 berisi asam aspartat. Kedalam satu tabung masing-masing ditambahkan 5 tetes HgCl₂ 0,2 M kemudian tabung yang satunya ditambahkan 5 tetes CH₃COO)₂Pb 0,2 M.

 

3.3.2 Pengendapan dengan Alkohol

Tabung I diisi dengan 5 ml larutan albumin lalu ditambahkan dengan 1 ml HCl 0,1 M dan 6 ml etanol 95 %.  Tabung II diisi dengan 5 ml larutan albumin lalu ditambahkan dengan 1 ml NaOH 0,1 M kemudian ditambahkan dengan 6 ml Etanol 95 %. Tabung III diisi dengan 5 ml larutan albumin lalu ditambahkan dengan 1 ml buffer asetat pH 4,7 kemudian ditambahkan dengan 6 ml etanol 95 %.

 

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

 

4.1 Hasil

4.1.1 Pengendapan dengan Logam

No	Larutan contoh	HgCl2  0,2 M	(CH3COO)2Pb
1. 2. 3.   4.	Glisin Alanin Albumin   Asam Aspartat	Tidak bereaksi, Bening Tidak bereaksi, Bening Terjadi reaksi terdapat endapan putih Tidak berekasi, Bening	Tidak bereaksi, Bening Tidak bereaksi, Bening Terjadi reaksi terdapat endapan putih. Tidak bereaksi, Bening

 

 

4.1.2  Pengendapan dengan Alkohol

Larutan Contoh	Tabung I	Tabung II	Tabung III
	Putih keruh, terdapat endapan	Bening dan terdapat gelembung-gelembung uadara	Terjadi endapan dan larutannya keruh.

 

Keterangan :

·    Tabung I : Larutan albumin telur + HCl + Etanol 95%

·         Tabung II : Larutan albumin telur + NaOH + Etanol 95%

·         Tabung III : Larutan albumin telur + Buffer asetat pH 4,7 + Etanol 95%

 

 

 

 

 

4.2  Reaksi

4.2.1 Pengendapan dengan Logam

·     HgCl₂ + Albumin

·     HgCl₂ + Asam Aspartat

    COOH – CH – CH2 - COOH  +   HgCl₂

                   l

                 NH₂           

·     HgCl₂ + Glisin

·     HgCl₂ + Alanin

·    (CH₃COO)₂Pb + Albumin

·     (CH₃COO)₂Pb + Glisin

·    (CH₃COO)₂Pb + Alanin

·    (CH₃COO)₂Pb + Asam Aspartat

   COOH – CH – CH2 - COOH  +   HgCl₂

                   l

                 NH₂           

4.2.2 Pengendapan dengan Alkohol

·    NaOH

·     HCl

·    Buffer pH 4,7

4.3 Pembahasan

 

4.3.1 Pengendapan dengan Logam

 

Pada pengendapan protein dengan pengendapan logam, melalui penambahan HgCl₂ dan (CH₃COO)₂Pb ke dalam larutan albumin menyebabkan terjadinya reaksi sehingga larutan yang sebelumnya jernih berubah menjadi keruh dan terdapat endapan. Penambahan HgCl₂ dan (CH₃COO)₂Pb ini karena diketahui bahwa protein mampu menawarkan racun sebab asam amino yang merupakan penyusun suatu protein dapat mengikat logam seperti Hg (merkuri klorida) dan Pb (timbal asetat), racun atau logam yang terikat dalam reaksi ini ditandai dengan adanya endapan putih. Pada saat ditambahkan ke dalam protein, HgCl₂ dan (CH₃COO)₂Pb akan terionisasi dalam bentuk Hg²⁺ dan PbSO₄ sehingga dapat menghasilkan endapan. Ikatan yang amat kuat dari reaksi protein yang ditambahkan dengan HgCl₂ dan (CH₃COO)₂Pb akan memutuskan ikatan jembatan garam, sehingga akan terjadi denaturasi, secara bersama gugus –COOH dan gugus –NH2 yang terdapat pada protein dapat bereaksi dengan ion logam berat dan dapat membentuk senyawa kelat.

Adanya endapan disebabkan karena adanya kemampuan protein atau asam amino untuk berikatan dengan ion logam di atas titik isoelektriknya. Kemampuan ini disebabkan karena pada saat pH berada di atas titik isoelektrik protein atau asam amino, maka ia akan bermuatan negatif sehingga mampu mengikat ion logam yang bermuatan positif. Berdasarkan teori, titik isoelktrik albumin adalah : 4,55-4,90, alanin 6,00 , glisin  5,97 dan serin 5,68 (titik isoelektrik adalah keadaan pH dimana protein /asam amino memiliki jumlah muatan positif dan negatif yang sama). Adanya pertambahan ion logam menyebabkan putusnya jembatan disulfida dan ikatan kovalen S-S pada protein yang mengandung gugus sulfuhidril.

Sedangkan untuk asam amino seperti asam aspartat, glisin, dan alanin tidak membentuk endapan karena suasana larutan masih berada di bawah titik isoelektrik kedua asam amino tersebut, sehingga asam amino yang bermuatan positif tidak mampu berikatan dengan ion logam yang bermuatan positif pula. Selain itu, ketiga jenis asam amino tersebut tidak mengandung gugus sulfuhidril.

4.3.2 Pengendapan dengan Alkohol

Pada reaksi pengendapan dengan penambahan alkohol, ketika larutan albumin dengan penambahan HCl kemudian ditambahkan dengan alkohol 95% maka akan terjadi reaksi, dimana larutan berubah menjadi putih keruh. Ketika albumin dengan penambahan NaOH  kemudian ditambahkan dengan alkohol 95% maka larutan akan terlihat tetap bening namun terdapat gelembung-gelembung udara. Ketika albumin dengan penambahan buffer asetat pH 4,7  kemudian ditambahkan dengan alkohol 95%, larutan berubah menjadi putih keruh.

Penambahan alkohol yang merupakan pelarut organik akan menurunkan kelarutan protein, karena kelarutaan suatu protein tergantung dari kedudukan dan distribusi dari gugus hidrofil polar dan hidrofob polar pada molekul. Mampu mengendapkan logam dalam suasan asam dan pada pH 4,7 yang merupakan titik isoelektrik.

Pada reaksi pengendapan dengan alkohol, larutan albumin akan membentuk endapan yang disebabkan karena adanya gugus hidrofobik polar (yang menarik gugus non-polar) didalam molekul protein dan menghasilkan protein dipol. Menurut teori, albumin + HCl dan albumin + NaOH membentuk larutan bening sedangkan albumin + buffer asetat pH 4,7 agak keruh. Hal ini disebabkan karena pada pH 4,7 merupakan titik isoelektrik albumin. Titik isoelektrik merupakan pH dimana kelarutan protein minimum karena jumlah ion positif dan ion negatif sama sehingga penambahan senyawa organik seperti aseton dan alkohol yang bersifat nonpolar (muatan = 0) cenderung menurunkan kelarutan protein. Penambahan asam berupa HCl menyebabkan larutan albumin kelihatan keruh akibat pH daripada larutan berada dibawah pH buffer asetat pH 4,7. Sedangkan dengan penambahan basa menyebabkan larutan albumin kelihatan agak bening, hal ini menandakan naiknya kelarutan albumin. Hal ini berdasarkan sifat protein yang amfoter (protein dalam suasana pelarut yang bersifat asam akan bertindak sebagai basa dan dalam suasana pelarut yang bersifat basa akan bertindak sebagai asam). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB V

PENUTUP

 

5.1 Kesimpulan

            Adapun kesimpulan dari percobaan ini adalah sebagai Pada reaksi uji protein dengan penambahan logam berat seperti logam Hg dan Pb bereaksi positif dengan adanya pengendapan pada albumin, namun beraksi negatif pada alanin, asam aspartat dan glisin.

Pada reaksi uji protein dengan pengendapan alkohol bereaksi positif pada suasana asam ketika dilakukan penambahan HCl atau Buffer asetat pH 4,7 ke dalam larutan dan dengan penambahan basa akan menyebabkan naiknya kelarutan albumin.

 

5.2 Saran

5.2.1 Saran untuk Laboratorium

            Untuk laboratorium sudah baik baik alat-alat dan bahan sudah lengkap, Saran untuk laboratorium agar kedepannya fasilitasnya bisa lebih baik lagi.

5.2.2 Saran untuk Asisten

            Untuk asisten biokim sudah cukup baik, dimana asisten maupun praktikan sama-sama disiplin memakai baju lab di laboratorium, serta sebelum melakukan praktikum diberikan penjelasan terkait hal yang akan di percobakan.

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Ariwulan, R.R. Dyah Roro, 2011, Uji Reaksi Protein (online), (http://pustakabiolog. wordpress.com), diakses pada tanggal 21 Oktober 2013 pukul 20.15 WITA.

 

Deman, M. John, 1997, Kimia Makanan,  Institut Teknologi Bandung , Bandung.

 

Fried, G. H. dan Hademenos, G. J., 2006, Schaum’s Outlines Biologi Edisi Kedua, Penerbit Eralangga, Jakarta.

 

Katili, A. S., 2009, Struktur dan Fungsi Protein Kolagen (online), (http://ejurnal.ung.ac.id/index.php/JPI/article/view/587), Jurnal Penelitian, Vol : 2 (5), Hal : 19-29, Universitas Negeri Gorontalo, Gorontalo.

 

Khoiriah, N., 2012, Uji Reaksi Protein (online), (http://nissakhoiriah.blogspot.com), diakses pada tanggal 21 Oktober 2013 pukul 20.17 WITA.

 

Kuchel, P. dan Ralston G. B., 2006, Biokimia Schaum’s Easy Outlines, Penerbit Erlangga, Jakarta.

 

Patong, A.R., dkk., 2012, Biokimia Dasar, Lembah Harapan Press, Makassar.

 

Samadi, 2012, Konsep Ideal Protein (Asam Amino) Fokus pada Ternak Ayam Pedaging (online), (http://jurnal.unsyiah.ac.id/agripet/article/view/202), Jurnal Penelitian, Vol: 12 (2), Hal : 42-48, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh.

 

Sri, 2012, Praktikum Reaksi Uji Protein (online), (http://ruanglingkupgurukimia. blogspot.com),

Diakses pada tanggal 21 Oktober 2013 pukul 20.21 WIT

BAB III

METODE PERCOBAAN

 

III.3 Alat dan Bahan

III.I.1 Alat-alat yang digunakan

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah tabung reaksi, rak tabung, pipet tetes,

III.1.2 Bahan-bahan yang digunakan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan protein (glisin, asam aspartat, alanin, dan albumin), HgCl₂ 0,2 M, (CH₃COO)₂Pb 0,2 M, HCl 0,1 M, NaOH 0,1 M, etanol 95%, dan buffer pH 4,7.