laporan praktikum struktur dan fungsi biomolekul

Upload: elfina-marchantia-karima

Post on 09-Oct-2015

333 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

Laporan

TRANSCRIPT

LAPORAN PRAKTIKUM STRUKTUR DAN FUNGSI BIOMOLEKUL (KI-3161)MODUL PERCOBAAN 1REAKSI UJI TERHADAP ASAM AMINO DAN RPOTEIN

Nama: Elfina Marchantia KarimaNIM: 10512039Shift: Rabu SiangTanggal Praktikum: 24/09/2014Tanggal Pengumpulan: 25/09/2014Asisten Praktikum: Paris Q. Nasir (20512028)

LABORATORIUM PENDIDIKAN BIOKIMIAPROGRAM STUDI SARJANA KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMINSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG2014

Percobaan 1Reaksi Uji Terhadap Asam Amino dan Protein

I. TujuanMenganalisis kandungan protein dan asam amino dengan menggunakan beberapa metode uji yaitu, metode uji Millon, uji Hopkins-Cole, uji ninhidrin, uji sistin, uji sistein, uji biuret, uji pengendapan dengan garam, uji penendapan dengan logam dan uji pH.

II. Teori DasarProtein merupakan suatu zat makanan yang sangat penting bagi tubuh karena zat ini berfungsi sebagai sumber energi dalam tubuh serta sebagai zat pembangun dan pengatur. Protein ialah polimer alami yang terdiri atas sejumlah unit asam amino yang berikatan satu dengan lainnya melalui ikatan amida atau peptida. Protein juga dapat diartikan sebagai senyawa organik kompleks dengan bobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Protein dapat digolongkan berdasarkan bentuk dan sifat-sifat fisik tertentu, yaitu protein globular dan protein serat. Protein serat merupakan material struktural hewan dan bersifat tidak larut air. Protein globular cenderung larut air dan bentuknya hampir bulat. Protein globular memainkan peranan penting dalam aktivitas biologis. Protein globular lebih kompleks dan reaktif seperti hemoglobin, mioglobin, atau sitokrom sedangkan protein serat digunakan untuk pertahanan luar seperti keratin, kolagen, miosin, dan aktin.

Protein merupakan polimer panjang yang tersusun atas asam-asam amino, yang seringkali disebut sebagai residu yang terikat secara kovalen oleh ikatan-ikatan peptida. Ikatan peptida yang menggabungkan dua asam amino yang bersebelahan saat sintesis protein adalah sebuah ikatan kovalen yang kuat, dimana atom-atom berpasangan melalui penggunaan bersama sebuah elektron. Masing-masing jenis asam amino berbeda dalam hal sifat rantai samping atau radikal yang melekat ke karbon -nya. Misalnya, glisin memiliki rantai samping yang paling sederhana, terdiri dari sebuah atom hydrogen.

Ada empat tingkat struktur dasar dari protein, yaitu struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener. Struktur primer menunjukkan jumlah, jenis, dan urutan asam amino dalam molekul protein. Struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen .Gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder akan menghasilkan struktur tiga dimensi yang dinamakan struktur tersier. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil dan membentuk struktur kuartener (Fessenden dan Fessenden 1997).

Ada 20 jenis asam amino yang diketahui sampai sekarang yang terdiri atas 9 asam amino esensial (asam amino yang tidak dapat dibuat tubuh dan harus diperoleh dari makanan) dan 11 asam amino non esensial (Selain dari makanan dapat juga disintesa didalam tubuh melalui proses transaminasi) .

Peran dan aktivitas protein dalam proses biologis antara lain sebagai katalis enzimatik yaitu makromolekul yang disebut enzim yang merupakan satu jenis protein. Peran lainnya adalah sebagai transport dan penyimpanan yang dilakukan oleh hemoglobin dan mioglobin dalam transport oksigen pada eritrosit. Selain itu terdapat beberapa jenis protein lainnya seperti filament yang berfungsi dalam koordinasi gerak; protein fibrosa untuk menjaga ketegangan kulit dan tulang; protein kolagen yang merupakan komponen serat utama dalam kulit, tulang, tendon, tulang rawan dan gigi; antibodi protein yang dapat mengenal serta berkombinasi dengan benda asing seperti virus, bakteri dan sel dari organisme lain; serta rodopsin yang merupakan suatu protein yang sensitif terhadap cahaya, terdapat pada sel batang retina .

III. Data Pengamatan1. Uji MillonAlbuminGelatin

+ reagen MillonTerbentuk endapanBening ( tidak berwarna )

+ dipanaskan++ ( endapan berwarna merah )+ ( larutan berubah menjadi merah )

2. Uji Hopkins-ColeAlbuminGelatin

+ reagen Hopkins-ColeTidak ada perubahanTidak ada perubahan

+ H2SO4Terbentuk 2 lapisan dimana diantara 2 lapisan terdapat cincin unguTidak ada perubahan

3. Uji NinhidrinAlbuminGelatin

+ reagen NinhidrinTidak ada perubahanTidak ada perubahan

+ pemanasan++ ( Warna larutan berubah menjadi ungu pekat )+ ( Warna larutan berubah menjadi ungu tetapi tidak sepekat albumin )

4. Uji Sistin dan SisteinSistinSistein

AlbuminTerbentuk endapan cair berwarna kehitaman pada dasar tabung reaksi dan terbentuk endapan lainnya yang berwarna abu-abu

Pada awal pemberian NH4OH warna campuran ungu++ namun saat didiamkan beberapa lama berubah menjadi warna merah+

Saat dikocok warna larutan berubah menjadi warna ungu+ hingga kemudian setelah didiamkan beberapa lama berubah menjadi warna merah+

5. Uji BiuretAlbumin

+ NaOHWarna larutan tetap namun terbentuk sedikit gelembung pada permukaan larutan

+ CuSO4Warna larutan berubah menjadi ungu+ dan jumlah gelembung terus bertambah ketika didiamkan.

6. Pengendapan dengan LogamHgCl2Pb Asetat

AlbuminLrutan bening dan terbentuk endapan putih susu+

Larutan putih dan terbentuk endapan putih susu ++

7. Pengendapan dengan GaramUji Millon ( endapan )Filtrat ( Uji Biuret )

AlbuminEndapan yang kemudian dilarutkan dalam air kemudian diberikan reagen Millon. Setelah itu diberi pemanasan dan warna larutan berubah menjadi merahFiltrat diberikan reagen Biuret dan memberi warna violet ( biru keunguan ).

8. Pengaruh pH pada Protein

Urut dari kiri ke kanan merupakan hasil dari albumin yang ditambahan HCl, NaOH, Buffer dan tanpa penambahan. Menghasilkan data pengamatan sebagai berikut:Albumin

HClLarutan menjadi keruh++

NaOHTidak terjadi perubahan

BufferLarutan menjadi keruh+

Tanpa penambahanTidak terjadi perubahan

IV. PembahasanPada percobaan ini dilakukan 8 macam uji untuk mengidentifikasi adanya asam amino tertentu dan kandungan protein dalam suatu senyawa. Uji pertama adalah uji Millon. Uji Millon digunakan untuk mengidentifikasi protein yang mengandung tirosin dalam suatu sampel yang ditandai dengan terbentuknya kompleks berwarna merah pada sampel protein. Tirosin merupakan asam amino yang mengandung gugus fenol pada rantai samping-nya (gugus R-nya). Pereaksi millon mengandung merkuri dan ion merkuro dalam asam nitrit dan asam nitrat. Gugus fenol pada tirosin ini akan ternitrasi membentuk garam merkuri dengan pereaksi millon yang akan membentuk kompleks berwarna merah . Uji ini dilakukan pada sampel albumin dan gelatin dengan konsentrasi 2%. Hasil percobaan menunjukkan bahwa sampel albumin 2% mengandung gugus tirosin pada proteinnya. Hal ini terlihat dari adanya perubahan warna pada larutan sebelum dipanaskan dan terbentuknya endapan merah setelah dipanaskan. Sampel gelatin menunjukkan reaksi negatif dengan tidak adanya perubahan warna sebelum pemanasan, walaupun setelah dipanaskan warna berubah menjadi merah. Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa albumin mengandung tirosin sedangkan gelatin tidak.

Gambar 1.1 Reaksi Uji Millon (Joshy dan Saraswat 2002)

Gambar 1.2 Gugus asam amino tirosin (Yuwono Triwibowo 2005)Tirosin merupakan gugus R dari asam amino polar yang larut dalam air atau lebih hidrofilik dibandingkan dengan asam amino nonpolar, karena golongan ini mengandung gugus fungsional yang mengikat ikatan hydrogen dengan air. Bentuk yang umum adalah L-tirosin (S-tirosin), yang juga ditemukan dalam tigaisomer struktur: para, meta, dan orto . Tirosin dalam bentuk tirosina, memiliki peran kunci dalam pengaktifan beberapaenzimtertentu melalui proses fosforilasi (membentuk fosfotirosina) pada transduksi signal. Bagi manusia, tirosina merupakan prekursorhormontiroksin dan triiodotironin yang dibentuk dikelenjartiroid,pigmenkulitmelanin, dan dopamin, norepinefrin dan epinefrin .Percobaan selanjutnya adalah uji Hopkins- Cole. Uji Hopkins-Cole digunakan untuk menunjukan inti indol asam amino triptofan yang ditandai dengan terbentuknya cincin berwarna ungu pada sampel percobaan. Pereaksi Hopkins-Cole mengandung asam glioksilat. Prinsip uji Hopkins-Cole adalah kondensasi inti indol dengan aldehid jika terdapat asam kuat yang menyebabkan terbentuknya cincin ungu pada bidang batas. Reaksi tersebut hanya akan berhasil jika ada oksidator kuat, seperti senyawa H2SO4 yang digunakan pada percobaan ini. Fungsi penambahan asam sulfat ini adalah sebagai oksidator agar terbentuk cincin ungu pada larutan sampel.

Gambar 2.1 Reaksi Hopkins-Cole (Joshy dan Saraswat 2002)Sampel albumin 2% dalam percobaan menghasilkan reaksi positif, yaitu terbentuk cincin berwarna violet pada perbatasan dua fase cairan. Reaksi negatif yang terjadi pada sampel gelatin 2% menunjukkan bahwa pada gelatin tidak terdapat inti indol asam amino triptofan. Inti indol asam amino triptofan terkandung pada sampel albumin yang terbukti dengan terbentuknya cincin berwarna violet.

Gambar 2.2 Gugus asam amino Triptofan (Yuwono Triwibowo 2005)Uji selanjutnya adalah uji Ninhidrin. Uji Ninhidrin digunakan untuk identifikasi asam amino bebas yang terdapat dalam sampel. Asam amino bebas adalah asam amino yang gugus aminonya tidak terikat. Ninhidrin adalah reagen yang berguna untuk mendeteksi asam amino dan menetapkan konsentrasinya dalam larutan. Senyawa ini merupakan hidrat dari triketon siklik dan bila bereaksi dengan asam amino akan menghasilkan zat warna ungu. Hanya atom nitrogen dari zat warna ungu yang berasal dari asam amino, selebihnya terkonversi menjadi aldehid dan karbondioksida. Jadi, zat warna ungu yang sama dihasilkan dari semua asam amino dengan gugus amino primer dan intensitas warnanya berbanding lurus dengan konsentrasi asam amino yang ada. Hasil percobaan menunjukkan bahwa sampel albumin 2 % yang diuji bereaksi positif yakni mengandung gugus amino bebas. Adanya kandungan gugus karboksil (COOH) dan amino bebas (NH3) pada sampel protein tersebut ditunjukkan dengan perubahan warna sampel albumin 2% menjadi ungu setelah dipanaskan, sedangkan reaksi negatif didapatkan dari sampel gelatin 2%, walaupun turut berubah warna menjadi ungu, tetapi tidak sepekat albumin. Pemanasan yang dilakukan pada uji percobaan bertujuan untuk koagulasi protein sehingga tidak dapat larut dalam air dan terbentuknya endapan.

Gambar 3 Reaksi uji Ninhidrin (Bintang M 2010) Uji selanjutnya adalah uji sistein dan sistin. Sistin merupakan asam amino yang mengandung atom S pada molekulnya. Reaksi Pb-asetat dengan asam-asam amino tersebut akan membentuk endapan berwarna gelap, yaitu garam PbS. Penambahan NaOH dalam percobaan ini adalah untuk mendenaturasikan protein sehingga ikatan yang menghubungkan atom S dapat terputus oleh Pb-asetat membentuk PbS, sedangkan Pb berfungsi sebagai donor Pb+ . Hasil percobaan menunjukkan bahwa sampel membentuk endapan PbS, sehingga dapat disimpulkan bahwa larutan tersebut mengandung asam amino yang rantainya samping mempunyai senyawa belerang.Uji belerang S2+(aq) + Pb2+(aq) PbS(s)Sedangkan pada uji sistein larutan berubah menjadi berwarna merah setelah Uji selanjutnya adalah uji Biuret. Uji biuret digunakan untuk menunjukkan adanya ikatan peptida dalam suatu zat yang diuji. Adanya ikatan peptida mengindikasikan adanya protein, karenaasam aminoberikatan dengan asam amino yang lain melalui ikatan peptida membentuk protein. Ikatan peptida merupakan ikatan yang terbentuk ketika atom karbon dari gugus karboksil suatu molekul berikatan dengan atom nitrogen dari gugus amina molekul lain. Reaksi tersebut melepaskan molekul air sehingga disebutreaksi kondensasi. Pada percobaan ini albumin memberikan reaksi positif pada pengujian biuret. Albumin berubah menjadi warna ungu yang mengindikasikan terdapatnya ikatan peptida pada senyawa tersebut.

Gambar 4 Ikatan Peptida Uji Biuret (http://pendidikan-bio.blogspot.com/2013/11/uji-biuret.html) Terlihat pada gambar ada dua molekul asam amino yang berikatan dengan ikatan peptida dan membentuk molekul protein. Ikatan peptida tersebut yang akan bereaksi dengan reagen biuret menghasilkan perubahan warna. Reaksi positif uji biuret ditunjukkan dengan munculnya warna ungu atau merah muda akibat adanya persenyawaan antara Cu++ dari reagen biuret dengan NH dari ikatan peptida dan O dari air. Semakin panjang ikatan peptida (banyak asam amino yang berikatan) akan memunculkan warna ungu, semakin pendek ikatan peptida (sedikit asam amino yang berikatan) akan memunculkan warna merah muda.Percobaan selanjutnya merupakan uji protein melalui pengendapan dengan logam. Garam logam berat yang umumnya mengandung Hg+2, Pb+2, Ag+1, Tl+1, Cd+2, dan logam lainnya dengan berat atom yang besar dapat mendenaturasi protein. Reaksi yang terjadi antara garam logam berat akan mengakibatkan terbentuknya garam protein-logam yang tidak larut. Logam berat juga merusak ikatan disulfida karena afinitasnya yang tinggi dan kemampuannya untuk menarik sulfur sehingga mengakibatkan denaturasi protein serta akan membentuk endapan logam proteinat. Endapan terjadi karena adanya ikatan antara gugus COOH dan NH2 dengan ion logam. Ikatan yang terbentuk ini sangat kuat dan mampu memutuskan ikatan disulfida dan ikatan pada jembatan garam Berdasarkan hasil percobaan, albumin dapat diendapkan oleh penambahan HgCl2 dan Pb-asetat. Logam Hg memiliki waktu untuk mengendapkan albumin selama 5 sampai 6 detik, lebih cepat dibandingkan logam Pb yang memerlukan 10 detik untuk mengendapkan sampel. Hal tersebut terjadi karena karena logam-logam tersebut memiliki kereaktifan yang lebih besar dibandingkan Pb . Endapan terbentuk karena gugus sulfihidril (-SH) dari asam amino dalam albumin bereaksi dengan ion Hg2+ atau Pb2+ .

Uji selanjutnya adalah uji pengendapan dengan garam. Pengendapan protein dapat juga dilakukan dengan penambahan garam. Garam yang sering digunakan adalah amonium sulfat, natrium sulfat, garam magnesium, dan garam fosfat, khusus untuk percobaan ini digunakan garam amonium sulfat. Penggumpalan yang terjadi setelah penambahan garam disebabkan oleh tertariknya mantel air koloid hidrofil oleh elektrolit, peristiwa ini disebut salting out . Pengendapan terus terjadi karena kemampuan ion garam untuk menghidrasi, sehingga terjadi kompetisi antara garam anorganik dengan molekul protein untuk mengikat air. Garam anorganik lebih mudah menarik air maka jumlah air yang tersedia untuk molekul protein akan berkurang dan kelarutan protein berkurang sehingga terbentuk endapan.

Berdasarkan hasil pecobaan pengendapan oleh garam, uji Millon yang diujikan pada endapan menghasilkan larutan yang berwarna merah muda dan sedikit endapan berwarna merah. Hal ini membuktikan bahwa di dalam endapan masih terdapat ikatan peptida yang merupakan suatu protein. Uji Biuret yang dilakukan pada filtrat menyebabkan timbulnya larutan yang berwarna ungu violet. Hal ini membuktikan bahwa filtrat masih mengandung protein. Albumin merupakan protein yang mengandung gugus inti indol asam amino triptofan, sehingga bereaksi positif ketika diuji dengan uji Biuret.Percobaan berikutnya adalah uji pengaruh pH terhadap protein.Pada percobaan ini dilakukan penambahan asam klorida yang bertujuan agar larutan albumin mencapai pH isolistriknya (pI), titik isolistrik albumin berada pada pH 4.55 - 4.90. Pada pH isolistrik muatan gugus amino dan karboksil bebas akan saling menetralkan sehingga molekul bermuatan nol dan mudah diendapkan. Itu mengapa ketika ditambahkan HCl dan Buffer larutan menjadi keruh.

V. KesimpulanBerdasarkan hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa protein mengandung asam amino yang dapat terlihat keberadaannya melalui metode kualitatif. Albumin mengandung asam amino triptofan, tiroksin, prolin dan gugus asam amino bebas. Ikatan peptide pun terdapat pada sampel albumin. Uji asam amino menunjukan sifat spesifik dari asam amino. Keberadaan protein pun dapat dibuktikan dengan pengendapan garam, pengendapan logam, dan perubahan pH. Dari serangkaian hasil percobaan terbukti bahwa albumin telur positif mengandung proteinVI. Daftar Pustaka

Arbianto Purwo. 1993.Biokimia Konsep-Konsep Dasar. Bandung (ID): ITB

Bintang Maria. 2010. Biokimia Teknik Penelitian. Jakarta (ID): Erlangga

Fessenden RJ, Fessenden JS. 1997. Dasar-Dasar Kimia Organik. Jakarta (ID): Binarupa Aksara. Terjemahan dari: Fundamentals of Organic Chemistry.

Jain JL, Jain S, dan Jain N. 2005. Fundamentals of Biochemistry. New Delhi: S. Chand & Cohttp ://pendidikan-bio.blogspot.com/2013/11 diakses pada tanggal 25 September 2014 jam 06.35 WIB12