Penamaan asam amino mempergunakan singkatan 3 huruf dan lazim dipakai hingga saat ini lihat tabel.
Selain 20 macam asam amino tersebut terdapat asam amino yang mempunyai fungsi esensial pada proses metabolisme lihat tabel.
Reaksi kimia asam amino
o
Adanya gugus karboksil dengan gugus amino menunjukkan reaksi sesuai fungsi masing-masing pembentukan garam, esterifikasi, asilasi.
o
Beda asam amino satu dengan yang lain tidak berdasar pada gugus amino dan gugus karboksil, tetapi dari R.
o
Reaksi penunjuk umum untuk semua asam amino adalah ninhidrin → warna biru sampai ungu, dan warna ini teramati secara kuantitatif
menyerap sinar pada 570 nm dengan kolorimeter.
o
Beberapa reaksi penting untuk asam amino tertentu. No
Reaksi Pereaksi
Asam amino
Warna 1.
Millon Hg SO
3
dalam HNO
3
Tyr Merah
2. Xanthoprotein
Direbus dalam HNO
3
pekat Tyr,
Trp,
Phe Kuning
+ basa
→ jingga
3. Hopkin’s-Cole Glioksilat dalam H
2
SO
4
Trp Merah,
ungu
4. Sakaguchi
a naftol dalam Na hipoklorid
Arg Merah
5. Nitroprusida
Na nitroprusida dalam HNO
3
encer Cys
Merah 6.
Pauly Asam diazo sulfanilat dalam
basa His,
Tyr Merah
7. Folin
chiocaltev Asam fosfomolibdo tungstat
Tyr Biru
8. Ninhidrin
Ninhidrin Asam
amino Biru-
ungu
C C
C O
O OH
OH C
R COOH
H NH
2
C HC
C O
O OH
R C
O H
CO
2
NH
3
hydrindantin
C HC
C O
O OH
NH
3
C C
C O
O HO
HO C
C C
N O
O NH
4
C C
C O
O berwarna
Peptida Terdiri 2 atom lebih residu asam amino dengan ada 2 ikatan peptida.
Ikatan peptida: ikatan utama dalam protein dan merupakan reaksi terpenting, antara gugus amino dan karboksil dengan membebaskan 1 mol H
2
O. Contoh:
H N
H CH
COOH R
1
H N
H CH
COOH R
2
CH C
H
2
N R
1
O N
H CH
COOH R
2
Ikatan peptida berbentuk rantai panjang, sebagai ikatan utama. Struktur peptida ditulis dengan residu asam amino n-terminal a amino bebas di
sebelah kiri, dengan residu c-terminal a karboksil bebas di sebelah kanan. Contoh:
Alanil-sisteinil-valin
C H
2
N C
O H
C C
CH
2
SH H
H O
H N
C N
H HC
C C
C H
OH O
Penulisan rumus bangun polipeptida: 1.
Gambarkan tulang punggung yang menghubungkan gugus a-NH
2
, a-COOH, dan atom a-C. Letaknya berselang-seling, bentuk zig-zag.
2. Sisipkan gugus a karbon, a karboksil, a amino.
H
2
N C
C N
C C
N C
C N
C COOH
O
O O
H H
H
3. Tambahkan gugus R yang cocok dan a-hidrogen pada atom C a.
H
2
N C
C N
C C
N C
C H
CH
3
CH
2
H H
CH O
H SH
2
O H
OH O
H
3
C CH
3
Penamaan peptida dihitung jumlah asam aminonya, biasanya sampai 6 peptida. NH
2
– Val – Cys – Ala – Phe – Arg – Try – COOH. Sifat asam basa peptida hampir serupa dengan asam amino.
Gugus NH
2
dari peptida dapat bereaksi secara kuantitatif dengan ninhidrin. Reaksi lain yang khas untuk peptida adalah biuret dapat dilakukan pada senyawa
yang mempunyai ikatan peptida minimal 2 ikatan peptida dengan Cu
++
→ ikatan kompleks dan terjadi warna biru ungu dapat diamati dengan kolorimetri.
Beberapa Pemisahanisolasi peptida:
Elektroforesis Kromatografi kertas
Kromatografi lapis tipis Kromatografi pertukaran ion
Kromatografi cair tekanan tinggi HPLC
ENZIM
Tubuh merupakan laboratorium yang rumit karena di dalamnya terjadi reaksi kimia yang beraneka ragam. Antara lain pemecahan zat-zat yang terdapat dalam
makanan, penggunaan hasil pemecahan ini untuk memperoleh energi, dan penggabungan kembali untuk membentuk persediaan makanan dalam tubuh, serta
reaksi-reaksi kimia lain tidak mungkin dilakukan secara in vitro di laboratoriumluar tubuh. Semua proses tersebut dapat dilakukan dengan baik di
dalam tubuh in vivo tanpa memerlukan suhu tinggi dan terjadi dalam tempo singkat, ini dikarenakan adanya katalis yang disebut enzim.
Proses peragianfermentasi menurut Pasteur hanya dapat terjadi dengan adanya sel hidup yang mengandung enzim. Kemudian diubah oleh Buchner setelah terbukti
bahwa cairan yang berasal dari ragi tanpa adanya sel hidup dapat menyebabkan terjadi fermentasi gula menjadi alkohol dan CO
2.
Tahun 1926 Sumner berhasil isolasi urease dari kacan
g panjang. Enzim ini mengurai urea → CO
2
+ NH
3.
Tata nama dan kekhususannya Dalam tubuh manusia terjadi bermacam-macam proses biokimia dan tiap proses
reaksi tertentu dibantu oleh enzim tertentu. Untuk membedakannya maka tiap enzim diberi nama. Secara umum setiap enzim dinamai menurut substratnya
dengan penambahan kata akhiran ase dibelakangnya. Contoh:
Urea
→ urease Arigin
→ ariginase Enzim-enzim dengan fungsi sejenis diberi nama menurut fungsinya.
Contoh:
Hidrolase → katalis reaksi hidrolisis Enzim bekerja khas terhadap substrat tertentu, ini adalah ciri khas dari enzim.
Contoh:
Enzim urease hanya bekerja terhadap urea sebagai substratnya. Enzim esterase ini bekerja terhadap lebih dari 1 substrat ester-ester asam
lemak, tetapi tidak dapat untuk substrat lain selain ester. Jadi tetap mempunyai kekhasan tertentu.
Kekhasan enzim terhadap sifat optik isomer DL dari substrat yang sama. Arginase hanya bekerja terhadap D-arigin.
Suatu asam amino tertentu sebagai substrat mengalami reaksi berbeda dengan berbagai enzim.
CH R
NH
2
COOH CH
2
R NH
2
CO
2
C R
COOH C
C R
COOH NH
3
O
O OH
O CH
2
CH NH
2
C O
OH oksidase
dekarboksilase transaminase
Walaupun ketiga reaksi tersebut berjalan namun tiap enzim hanya bekerja pada 1 jenis reaksi saja.
Fungsi dan cara kerja enzim Enzim sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi dalam sel maupun di luar
sel. Enzim dapat mempercepat reaksi 10
8
-10
11
kali lebih cepat daripada reaksi tanpa enzim. Enzim sebagai katalis yaitu bekerja dengan menurunkan energi
aktivasi suatu reaksi kimia sehingga reaksi berlangsung lebih mudah dan cepat. Kompleks enzim-substrat
Agar berlangsung reaksi enzimatik maka harus terdapat kontak antara enzim- substrat, yang terjadi pada bagian aktiv dari enzim. Kontak dapat terjadi apabila
bagian aktiv dari enzim mempunyai ruang yang tepat untuk menampung susbtrat yang sesuai. Substrat yang bentuk konformasinya tidak cocok dengan tempat aktiv
enzim, tidak bisa dengan enzim, sehingga enzim tidak dapat berfungsi terhadap substrat. Hubungan antara enzim-substrat menyebabkan terjadinya kompleks
enzim-substrat, sifatnya aktiv dan sem
entara, akan terurai lagi → hasil reaksi + enzim bebas.
S S
S S
E E
E
Bagian aktiv enzim, terbentuknya kompleks enzim substrat dan penguraiannya
AB A + B
energi aktivasi Tingkat
energi
Enzim menurunkan energi aktivasi dari suatu reaksi
Pada percobaan hidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa oleh enzim, ternyata bahwa pada konsentrasi sukrosa rendah kecepatan reaksi tergantung pada
konsentrasi sukrosa berbanding lurus. Akan tetapi pada konsentrasi tinggi ternyata kecepatan reaksi tidak lagi dipengaruhi oleh pertambahan konsentrasi
tidak berbanding lurus. Berarti enzim telah jenuh dengan substrat.
kecepatan reaksi
v v maks
orde zero 12 v maks
km [s]
[sukrosa] e
s at
u o
r d
orde camp
Grafik hubungan [sukrosa] dengan kecepata reaksi pada reaksi enzimatik
Mikhaelis dan Menten tahun 1913 mengajukan hipotesis bahwa dalam reaksi enzim terjadi lebih dahulu kompleks enzim-substrat yang kemudian memberikan hasil
reaksi + enzim kembali.
E + S k
1
k
2
Es k
2
P + E
Mikhaelis dan Menten berkesimpulan bahwa kecepatan reaksi bergantung pada [ES], hingga dari penurunan persamaan dan kurva di atas diperoleh persamaan:
V
maks
= [s]
K
m
+ [s] =
V
maks
[s] K
m
+ [s] V
V
V = Kecepatan reaksi enzimatik
Vmaks = Kecepatan maksimum pada [S] tidak terbatas
[S] = Konsentrasi substrat molliter larutan
Km = Konstanta Mikhaelis
Dari rumus bila [S] Km, maka V mendekati Vmaks. Reaksi mendekati orde zero.
V = ½ Vmaks maka Km
2
[S], berarti harga Km sama dengan konsentrasi substrat molliter yang menghasilkan kecepatan sebesar ½ Vmaks.
Dari persamaan Mikhaelis dan Menten dapat dibuat grafik garis lurus yaitu mengubah bentuk persamaan menjadi:
= V
maks
[s] K
m
+ [s] V
1 V
= V
maks
[s] K
m
+ [s]
= V
maks
[s] K
m
V
maks
[s] [s]
1 V
= V
maks
K
m
1 [s]
1 V
maks
Disebut persamaan Lineweaver-Burk
Bentuk kurva sebagai berikut:
1 V
V
maks
K
m
1 K
m
1 V
maks
1 [s]
Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim Sangat erat hubungannya dengan sifat dari protein antara lain:
1.
Konsentrasi substrat 2.
Pengaruh pH Perubahan pH langsung mempengaruhi sifat ion dari gugus amino dan gugus
karboksilat sehingga mempengaruhi bagian aktiv dan konformasi enzim. pH yang ekstrem akan denaturasi protein enzim, sehingga enzim tidak aktiv lagi.
pH dimana enzim bekerja optimal disebut dengan optimum enzim.
3. Pengaruh temperatur
