Protein merupakan komponen utama dalam semua sel hidup, baik tumbuhan maupun hewan. Pada sebagian besar jaringan tubuh, protein merupakan komponen terbesar setelah air. Kira-kira dari 50% berat yang terdiri atas unsur-unsur karbon (50-55%), hidrogen (±7%), oksigen (±13%), dan fosfor (P) dalam jumlah sedikit (1-2%). Ada beberapa protein lainnya mengandung unsur logam seperti tembaga dan besi (Sirajuddin, 2012).
Protein merupakan senyawa kimia yang sangat kompleks. Pada sel hidup, protein mempunyai dua peran utama, yaitu peran katalitik dan mekanik. Peran katalitik ditunjukkan oleh enzim, sedangkan peran mekanik ditunjukkan oleh protein otot (Pratiwi, 2007).
Protein adalah suatu polipeptida yang mempunyai bobot molekul yang sangat bervariasi, dari 5000 hingga lebih dari satu juta. Di samping berat molekul yang berbeda-beda, protein mempunyai sifat yang berbeda-beda pula. Ada protein yang mudah larut dalam air, tetapi ada juga yang sukar larut dalam air (Poedjiadi, 2009).
Dalam kehidupan protein memegang peranan yang penting pula. Proses kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu protein berfungsi sebagai biokatalis. Di samping itu, hemoglobin dalam butir-butir darah merah atau eritrosit yang berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh bagian tubuh, adalah salah satu jenis protein. Demikian pula zat-zat yang berperan untuk melawan bakteri penyakit atau yang disebut antigen, juga suatu protein (Poedjiadi, 2009).
Protein merupakan molekul yang dikenal mempunyai struktur yang paling rumit. Sesuai dengan fungsinya yang beragam itu, molekul protein sangat beragam itu, molekul protein sangat beragam bentuknya, setiap jenis protein memiliki bentuk tiga dimensi atau konfirmasi yang unik. Meskipun protein beragam, semua molekul protein merupakan polimer yang dibangun dari kumpulan 20 asam amino yang sama. Polimer asam amino disebut polipeptida. Suatu protein terdiri atas satu atau lebih polipeptida yang terlipat dan terbelit membentuk suatu kesesuaian yang spesifik (Tim Dosen Biologi, 2012).
Untuk lebih mengetahui tentang klasifikasi dan sifatnya khusus protein, maka dilakukan beberapa percobaan mengenai protein, yaitu uji susunan elementer protein, uji kelarutan protein, uji pengendapan protein dengan garam, uji pengendapan protein dengan logam dan asam organik, uji biuret, uji ninhidrin, uji xantroprotein dan uji penentuan titik isoelektrik.
TINJAUAN PUSTAKA
Protein berasal dari bahasa Yunani protetos yang artinya tempat pertama. Protein meliputi lebih dari 50% bobot kering sebagian besar sel, dan molekul ini sangat berguna sebagai alat bantu dalam hampir setiap hal yang dilakukan oleh organisme (Tim Dosen Biologi, 2012).
Protein merupakan komponen utama dalam semua sel hidup, baik tumbuhan maupun hewan. Pada sebagian besar jaringan tubuh, protein merupakan komponen terbesar setelah air. Kira-kira dari 50% berat yang terdiri atas unsur-unsur karbon (50-55%), hidrogen (±7%), oksigen (±13%) dan fosfor (P) dalam jumlah sedikit (1-2%). Ada beberapa protein lainnya mengandung unsur logam seperti tembaga dan besi (Sirajuddin, 2012).
Protein merupakan senyawa kimia yang sangat kompleks. Pada sel hidup, protein mempunyai dua peran utama, yaitu peran katalitik dan mekanik. Peran katalitik ditunjukkan oleh enzim, sedangkan peran mekanik ditunjukkan oleh protein otot (Pratiwi, 2007).
Ciri-ciri utama dari molekul yaitu (Wirahadikusumah, 1989):
1. Berat molekulnya besar, ribuan sampai jutaan, sehingga merupakan suatu makromolekul.
2. Umumnya teridi atas 20 macam asam amino. Asam amino berikatan secara kovalen satu dengan yang lain dalam variasi urutan yang bermacam-macam, membentuk suatu rantai polipeptida yang merupakan ikatan antara gugus α-karboksil dari asam amino yang satu dengan gugus α-amino dari asam amino lainnya.
3. Terdapat ikatan kimia lain yang menyebabkan terbentuknya lengkungan-lengkungan rantai polipeptida menjdai struktur tiga dimensi protein.
4. Strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor seperti pH, radiasi, temperatur, medium pelarut organik dan deterjen.
5. Umumnya reaktif dan sangat spesifik disebabkan terdapat gugus samping yang reaktif dan susunan khas struktur makromolekulnya.
Di dalam tubuh, protein mempunyai peranan yang sangat penting. Fungsi utamanya sebagai zat pembangun atau pembentuk struktur sel, misalnya pada pembentukan kulit, otot, rambut, membran sel, jantung, hati, ginjal dan beberapa organ penting lainnya. Kemudian, terdapat pula protein yang mempunyai fungsi khusus, yaitu protein aktif. Beberapa di antaranya adalah enzim yang berperan sebagai biokatalisator, hemoglobin sebagai pengangkut oksigen, hormon sebagai pengatur metabolisme tubuh dan antibodi untuk mempertahankan tubuh dari serangan penyakit (Sirajuddin, 2012).
Reseptor memungkinkan sel mengindera dan berespon terhadap rangsangan hormon dan lingkungan. Protein mengalami perubahan fisik dan fungsional yang mencerminkan siklus hidup organisme tempat protein itu berada. Protein biasanya lahir saat translasi, mengalami pematangan melalui pengolahan pascatranslasi misalnya proteolisis parsial, berada secara berselang-seling dalam bentuk aktif dan istirahat melalui intervensi faktor-faktor regulasi, mengalami penuaan melalui oksidasi, deaminasi dan mati setelah diuraikan menjadi asam-asam amino komponennya (Murray, 2009).
Secara kimiawi, protein merupakan senyawa polimer yang tersusun atas satuan asam-asam amino sebagai monomer-nya. Asam-asam amino terikat satu sama lain melalui ikatan peptida, yaitu ikatan antara gugus karboksil (-COOH) asam amino yang satu dengan gugus amino (-NH2) dari asam amino yang lain dengan melepaskan satu molekul air. Peptida yang terbentuk atas dua asam amino disebut dipeptida. Sebaliknya, peptida yang terdiri atas tiga, empat atau lebih asam amino masing-masing disebut tripeptida, tetrapeptida, dan seterusnya (Sirajuddin, 2012).
Protein digunakan untuk dukungan stuktural, penyimpanan, transpor substansi lain, pengiriman sinyal dari satu bagian organisme ke bagian lain, pergerakan dan pertahanan melawan substansi asing. Protein juga mengatur metabolisme dengan secara efektif mempercepat reaksi kimiawi dalam sel. Manusia memiliki puluhan ribu protein yang berbeda-beda (Tim Dosen Biologi, 2012).
Protein dalam tubuh manusia diperoleh dari bahan makanan, baik yang berasal dari hewan maupun tumbuhan. Protein yang berasal dari tumbuhan disebut protein nabati, sedangkan protein yang berasal dari hewan disebut protein hewani. Sumber protein dari beberapa bahan makanan adalah daging, telur, susu, ikan beras, kacang dan buah-buahan. Protein dalam makanan yang dikonsumsi manusia akan dipecah menjadi asam-asam amino dalam proses pencernaan dengan dibantu oleh enzim seperti pepsin dan tripsin. Asam-asam amino yang dihasilkan kemudian diserap oleh usus dan dibawa darah ke hati atau didistribusikan ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. Selain untuk pembentukan sel-sel tubuh, protein dapat pula digunakan sebagai bahan bakar apabila keperluan energi tubuh tidak terpenuhi oleh karbohidrat dan lemak (Sirajuddin, 2012).
Ada empat tingkat struktur dasar protein, yaitu struktur primer, sekunder, tersier dan kuatener. Struktur primer menunjukkan jumlah, jenis dan urutan asam amino dalam molekul protein. Oleh karena ikatan antarasam aminonya adalah ikatan peptida, maka struktur primer protein juga menunjukkan ikatan peptida yang urutannya diketahui. Ada dua bentuk lembaran berlipat, yaitu bentuk paralel dan bentuk anti paralel. Bentuk paralel terjadi apabila rantai polipeptida yang berikatan melalui ikatan hidrogen itu sejajar dan searah, sedangkan bentuk anti paralel terjadi apabila rantai polipeptida berikatan dalam posisi sejajar tetapi berlawanan arah. Struktur α-heliks dan lembaran berlipat merupakan struktur sekunder protein. Struktur tersier menunjukkan kecenderungan polipeptida membentuk lipatan atau gulungan, dan dengan demikian membentuk struktur yang lebih kompleks. Struktur ini dimantapkan oleh adanya beberapa ikatan antara gugus R pada molekul asam amino yang membentuk protein. Beberapa jenis ikatan tersebut misalnya ikatan elektrostatik, ikatan hidrogen, interaksi hidrofob antara rantai samping nonpolar, interaksi dipol-dipol dan ikatan disulfida yaitu suatu ikatan kovalen. Struktur kuartenet menunjukkan derajat persekutuan unit-unit protein. Sebagian besar protein globular terdiri atas beberapa rantai polipeptida yang terpisah. Rantai polipeptida ini saling berinteraksi membentuk persekutuan. Sebagai contoh enzim fosforilase terdiri atas dua unit protein yang bila terpisah tidak memperlihatkan aktivitas enzim, tetapi bila bersekutu membentuk enzim aktif. Karena kedua unit protein ini sama, maka disebut struktur kuartener homogen. Apabila unit-unit itu tidak sama, misalnya virus mozaik tembakau, disebut kuartener heterogen (Poedjiadi, 2009).
Berdasarkan komposisi kimianya protein digolongkan menjadi dua, yaitu protein sederhana dan protein gabungan (Pratiwi, 2007):
a. Protein Sederhana
Jika protein sederhana dihidrolisis, hanya akan menghasilkan asam amino. Contohnya adalah protein albumin dan globulin.
b. Protein Gabungan
Jika protein gabungan dihidrolisis, akan menghasilkan asam amino dan senyawa lain. Contohnya adalah sebagai berikut:
1) Glikoprotein, mengandung protein dan karbohidrat.
2) Nukleoprotein, mengandung protein dan asam nukleat.
3) Lipoprotein, mengandung protein dan lipid.
4) Kromoprotein, mengandung protein dan bahan zat warna (hemoglobin dan hemosianin).
Suatu protein yang hanya tersusun atas asam amino dan tidak mengandung gugus kimia lain disebut protein sederhana. Contohnya adalah enzim ribonuklease dan kimotripsinogen. Namun, banyak protein yang mengandung bahan lain selain asam amino seperti derivat vitamin, lipid, atau kerbohidrat. Protein ini disebut protein konjugasi. Sedangkan bagian yang bukan asam amino dari jenis protein ini disebut gugus prostetik. Contohnya lipoprotein mengandung lipid dan glikoprotein mengandung gula (Sirajuddin, 2012).
Ditinjau dari strukturnya, protein dapat dibagi dalam dua golongan besar, yaitu golongan protein sederhana dan protein gabungan. Protein sederhana adalah protein yang hanya terdiri atas molekul-molekul asam amino, sedangkan protein gabungan adalah protein yang terdiri atas protein dan gugus bukan protein. Gugus ini disebut gugus prostetik dan terdiri atas karbohidrat, lipid, atau asam nukleat. Protein sederhana dapat dibagi dua bagian menurut bentuk molekulnya, yaitu protein fiber dan protein globular (Poedjiadi, 2009).
Berdasarkan struktur molekulnya, protein dapat dibagi menjadi dua golongan
utama, yaitu (Sirajuddin, 2012):
1. Protein globuler, yaitu protein berbentuk bulat atau elips dengan rantai polipeptida yang berlipat. Umumnya, protein globuler larut dalam air, asam basa, atau etanol. Contohnya adalah albumin, globulin, protamin, semua enzim dan antibodi.
2. Protein fiber, yaitu protein berbentuk serat atau serabut dengan rantai polipeptida yang memanjang pada satu sumbu. Hampir semua protein fiber memberikan struktural atau pelindung. Protein fiber pada rambut, kalogen pada tulang rawan dan fibroin pada sutera.
Seperti asam amino, protein yang larut dalam air akan membentuk ion yang mempunyai muatan positif dan negatif. Dalam suasana asam molekul protein akan membentuk ion positif, sedangkan dalam suasana basa akan membentuk ion negatif. Pada titik isolistrik protein mempunyai muatan positif dan negatif yang sama, sehingga tidak bergerak ke arah elektroda positif maupun negatif apabila ditempatkan di antara kedua elektroda tersebut (Poedjiadi, 2009).
Pada umumnya, protein sangat peka terhadap pengaruh-pengaruh fisik dan zat kimia, sehingga mudah mengalami perubahan bentuk. Perubahan atau modifikasi pada struktur molekul protein disebut denaturasi. Hal-hal yang dapat menyebabkan terjadinya denaturasi adalah panas, pH, tekanan, aliran listrik dan adanya bahan kimia seperti urea, alkohol, atau sabun. Proses denaturasi kadang berlangsung secara reversible, tetapi ada pula yang irreversible, tergantung penyebabnya. Protein yang mengalami denaturasi akan menurunkan aktifitas biologis dan berkurangnya kelarutannya, sehingga mudah mengendap (Sirajuddin, 2009).
Viskositas adalah tahanan yang timbil oleh adanya gesekan antara molekul-molekul di dalam zat cair yang mengalir. Suatu larutan protein dalam air mempunyai viskositas atau kekentalan yang relatif besar daripada air sebagai pelarut. Pada umumnya viskositas suatu larutan tidak ditentukan atau diukur secara absolut, tetapi ditentukan viskositas relatif, yaitu dibandingkan terhadap viskositas zat cair tertentu. Viskositas larutan protein tergantung pada jenis protein, bentuk molekul, konsentrasi serta suhu larutan. Viskositas berbanding
lurus dengan konsentrasi dan berbanding terbalik dengan suhu (Poedjiadi, 2009).
Molekul protein mempunyai gugus amino (-NH2) dan gugus karboksilat (-COOH) pada ujung-ujung rantainya. Hal ini menyebabkan protein mempunyai banyak muatan (polielektrolit) dan bersifat amfoter, yaitu dapat bereaksi dengan asam maupun basa. Dengan larutan asam atau pH rendah, gugus amino pada protein akan bereaksi dengan ion H+, sehingga protein bermuatan positif. Sebaliknya, dalam larutan basa gugus karboksilat bereaksi dengan ion OH‑, sehingga protein bermuatan negatif. Adapun muatan pada molekul menyebabkan protein bergerak di bawah pengaruh medan listrik (Sirajuddin, 2012).
Banyak protein yang telah dapat diperoleh dalam bentuk kristal. Meskipun demikian proses kristalisasi untuk berbagai jenis protein tidak selalu sama, artinya ada yang dengan mudah dapat terkristalisasi, tetapi ada pula yang sukar. Beberapa enzim antara lain pepsin, tripsin, katalase dan urease telah dapat diperoleh dalam bentuk kristal. Albumin pada serum atau telur sukar dikristalkan. Proses kristalisasi protein sering dilakukan dengan jalan penambahan garam amoniumsulfat atau NaCl pada larutan dengan pengaturan pH pada titik isolistriknya. Kadang dilakukan penambahan aseton atau alkohol dalam jumlah tertentu (Poedjiadi, 2012).
Setiap jenis protein dalam larutan mempunyai pH tertentu yang disebut titik isoelektrik (TI). Pada pH isoelektrik (pI), molekul protein mempunyai muatan positif dan negatif yang sama, sehingga saling menetralkan atau bermuatan nol. Akibatnya, protein tidak bergerak di bawah pengaruh medan listrik. Pada titik isoelektrik, protein akan mengalami pengendapan (koagulasi) paling cepat dan prinsip dapat digunakan untuk pemisahan atau pemurnian suatu protein (Sirajuddin, 2012).
IV.2 Pembahasan
1. Uji Susunan Elementer Protein
Pada percobaan ini, kita ingin mengidentifikasi elemen-elemen atau unsur-unsur yang menyusun protein. Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan ini adalah pada uji adanya atom C, H, dan O, baik dengan zat uji albumin telur maupun gelatin, sama-sama menunjukkan hasil yang positif. Hal ini ditunjukkan dengan terjadinya pengarangan yang menandakan adanya unsur karbon (C), tercium bau terbakar yang menandakan adanya unsur nitrogen (N), dan terjadi pengembunan yang menandakan adanya unsur hidrogen (H) dan oksigen (O).
Hasil yang diperoleh pada uji adanya atom N, baik dengan zat uji albumin telur maupun gelatin, sama-sama menunjukkan hasil yang positif. Hal ini ditunjukkan dengan adanya bau amoniak yang tercium dan terjadi perubahan warna kertas lakmus merah menjadi biru.
Sementara itu, hasil yang diperoleh dari pengujian adanya atom S tidak menunjukkan hasil yang positif pada kedua zat uji, hanya albumin yang menunjukkan hasil positif. Di mana, hasil pengamatan yaitu saat ditambahkan NaOH memang belum mengalami perubahan, tetapi setelah dipanaskan dan ditambahkan PbAc, warnanya berubah menjadi hitam, dan setelah ditambahkan HCl pekat, ia berasap dan berbau belerang. Ini menunjukkan bahwa terdapat atom Belerang (S) pada zat uji albumin tersebut. Sedangkan pada zat uji gelatin, setelah ditambahkan NaOH, terbentuk endapan. Setelah dipanaskan, mengalami perubahan warna menjadi kuning. Dan setelah ditambahkan HCl pekat, tidak terjadi lagi perubahan. Ini menunjukkan bahwa tidak terdapat atom Belerang (S) pada serbuk gelatin tersebut. Perubahan kertas lakmus merah menjadi warna biru karena pada uji adanya atom N dilakukan penambahan larutan NaOH.
2. Uji Kelarutan Protein
Pada percobaan ini, kita ingin mengetahui daya kelarutan protein terhadap pelarut tertentu. Hasil yang diperoleh dari percobaan ini adalah albumin dan gelatin dapat larut dalam air suling, HCl, NaOH dan alkohol. Namun keduanya (albumin dan gelatin) tidak dapat larut dalam kloroform.
Menurut teori yang ada, albumin dan gelatin termasuk jenis protein. Protein memiliki sifat amfoter, yaitu dapat bereaksi dengan larutan asam maupun basa. Namun, semua protein tidak dapat larut dalam pelarut lemak seperti eter atau kloroform. Sifat fisika ini menunjukkan bahwa asam amino cenderung mempunyai struktur yang bermuatan dan mempunyai polaritas tinggi, serta bukan sekedar senyawa yang mempunyai gugus –COOH dan gugus –NH2. Apabila asam amino larut dalam air, gugus karboksilat akan melepaskan ion H+, sedangkan gugus amina akan menerima ion H+. Oleh adanya kedua gugus tersebut, asam amino dalam larutan dapat membentuk ion yang bermuatan positif dan juga bermuatan negatif (zwitter ion) atau ion amfoter.
3. Uji Pengendapan Protein dengan Garam
Pada percobaan ini, kita ingin mengetahui pengaruh larutan garam alkali dan garam divalen konsentrasi tinggi terhadap sifat kelarutan protein. Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan ini adalah albumin telur yang ditambahkan NaCl tidak membentuk endapan, yang ditambahkan MgSO4 membentuk sedikit endapan, yang ditambahkan CaCl2 membentuk sangat sedikit endapan, yang ditambahkan BaCl2 membentuk sedikit endapan, dan yang ditambahkan (NH4)2SO4 jenuh membentuk banyak endapan.
Berdasarkan teori yang ada, semakin besar berat molekul yang dimiliki oleh suatu garam, maka endapan dan kecepatan reaktifitasnya akan semakin besar. Banyaknya endapan yang diperoleh juga dapat disebabkan karena jumlah biloks yang ada pada garam. Menurut teori yang ada, protein akan mengendap bila terdapat garam-garam anorganik dengan konsentrasi yang tinggi dalam larutan protein. Garam-garam anorganik mengendapkan protein karena kemampuan ion garam terhidrasi sehingga berkompetisi dengan protein untuk mengikat air. Berdasarkan hasil yang diperoleh, dilihat perbedaan banyaknya endapan yang terbentuk pada setiap penambahan garam yang berbeda-beda. Adapun yang menyebabkan perbedaan tersebut ialah karena tergantung pada konsentrasi atau jumlah muatan ionnya. Semakin tinggi konsentrasi dan jumlah muatan ionnya, semakin efektif garam tersebut dalam mengendapkan protein.
4. Uji Pengendapan dengan Logam dan Asam Organik
Pada percobaan ini, kita ingin mengetahui pengaruh logam berat dan asam organik terhadap sifat kelarutan protein. Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan ini ialah pada penambahan TCA 10% terhadap albumin telur dan penambahan CuSO4 terhadap albumin telur, sangat banyak endapan yang terbentuk. Pada penambahan asam sulfosalisilat 5% terhadap albumin telur dan penambahan HgCl2 terhadap albumin telur, diperoleh hasil endapan yang banyak. Sedangkan, pada penambahan Pb-asetat 5%, endapan yang terbentuk sedikit. Dari bahan pereaksi yang digunakan, dilihat perbedaan kadar bahan yakni hanya pada TCA yang kadarnya 10%, sedangkan pada bahan lain (asam sulfosalisilat, CuSO4, HgCl2 dan Pb-asetat) kadarnya 5%. Alasan digunakan TCA 10% ialah karena keasaman TCA lebih rendah dibandingkan keasaman bahan pereaksi lainnya. Untuk mengimbangi dengan yang kadarnya 5%, digunakanlah TCA dengan kadar 10%. Jika yang digunakan tetap 5%, kemungkinan tidak terbentuk endapan.
Berdasarkan teori yang ada, beberapa jenis protein sangat peka terhadap perubahan lingkungannya. Protein dengan mudahnya dapat mengalami perubahan konformasi molekul atau lebih dikenal dengan istilah denaturasi. Hal-hal yang dapat mengakibatkan terjadinya denaturasi ialah perubahan suhu, pH, atau karena terjadinya suatu reaksi dengan senyawa lain, misalnya dengan ion-ion logam. Ion-ion logam berat yang masuk ke dalam tubuh akan bereaksi dengan sebagian protein sehingga menyebabkan terjadinya koagulasi atau penggumpalan. Dengan demikian, protein tersebut mengalami perubahan konformasi serta posisinya, sehingga aktivitasnya berkurang. Inilah yang menyebabkan protein mengalami denaturasi, dalam hal ini denaturasi irreversible karena dipengaruhi oleh logam-logam berat. Sama halnya jika protein ditambahkan dengan asam organik, akan terbentuk garam proteinat yang tidak larut, sehingga terbentuklah endapan. Hal ini menunjukkan bahwa endapan tersebut masih bersifat sebagai protein, hanya saja telah terjadi perubahan struktur tersier ataupun kwartener, sehingga protein tersebut mengendap. Perubahan struktur tersier albumin ini tidak dapat diubah kembali ke bentuk semula, ini bisa dilihat dari tidak larutnya endapan albumin itu dalam air.
5. Uji Biuret
Pada percobaan ini, kita ingin membuktikan adanya molekul-molekul peptida dari protein. Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan ini ialah hanya zat uji glisin yang tidak mengalami perubahan warna (tetap bening) setelah penambahan pereaksi Biuret. Diperkirakan glisin merupakan dipeptida, bukan polipeptida. Sedangkan ketiga zat uji lainnya (albumin, gelatin, dan kasein) mengalami perubahan warna yakni menjadi warna ungu.
Adapun yang menyebabkan glisin bereaksi negatif terhadap pereaksi Biuret karena glisin tidak memiliki ikatan peptida. Berdasarkan teori yang ada, reaksi biuret merupakan reaksi warna untuk peptida dan protein. Peptida dibentuk oleh dua molekul asam amino disebut dipeptida. Polipeptida ialah peptida yang milekulnya terdiri dari banyak molekul asam amino. Protein adalah suatu polipeptida yang terdiri atas lebih dari seratus asam amino. Glisin adalah salah satu asam amino esensial dengan rumus bangun NH2-CH2CO2H. Sedangkan pada albumin, gelatin dan kasein rumus bangunnya lebih kompleks dan mengikat dua atau lebih asam amino esensial, sehingga terbentuk ikatan peptida.
6. Uji Ninhidrin
Pada percobaan ini, kita ingin membuktikan adanya asam amino bebas dalam protein. Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan ini ialah pada kasein, reaksi berlangsung negatif yaitu tidak terjadi perubahan warna (tetap bening) sedangkan pada gelatin terbentuk warna yang agak kekuning-kuningan. Ini menunjukkan bahwa pada kedua zat uji tersebut, hanya gelatin yang mengandung asam amino bebas meski tidak terlalu mencolok warna yang seharusnya ditampilkan, yaitu ungu. Sedangkan pada kedua zat uji lainnya, yakni albumin dan pepton mengalami reaksi positif terhadap pereaksi Ninhidrin, yakni terjadi perubahan warna (biru kehitaman pada albumin dan ungu kebiruan pada pepton).
Adapun fungsi dari pereaksi Ninhidrin pada uji ini ialah sebagai oksidator yang mereduksi asam amino sehingga menghasilkan senyawa kompleks berwarna biru. Sebelum menghasilkan senyawa berwarna biru, dihasilkan dulu hasil antara yakni hidridantin. Setelah mengalami oksidasi, gugus –COOH (karboksil) dan –NH2 (amina) terpecah menghasilkan NH3 dan asam karboksilat. Dengan pemanasan, Ninhidrin ditambah hidridantin menghasilkan warna biru, dan ada juga yang lepas yaitu asam karboksilat dan CO2.
Menurut teori yang ada, asam amino bebas adalah asam amino di mana gugus aminonya tidak terikat. Semakin banyak Ninhidrin pada zat uji yang dapat bereaksi, semakin pekat warnanya. Hal ini juga mendasari bahwa uji Ninhidrin dapat digunakan untuk menentukan asam amino secara kuantitatif. Pada praktikum di atas, albumin dan pepton mengalami perubahan warna karena dapat bereaksi dengan Ninhidrin. Hal ini menandakan kedua zat uji tersebut mempunyai gugus asam amino bebas. Tapi, hasil yang diperoleh ini tidak sesuai dengan teori. Seharusnya, pepton tidak bereaksi positif terhadap Ninhidrin. Hasil yang sesuai dengan teori adalah pada gelatin. Gelatin bereaksi positif terhadap Ninhidrin. Kasein memang tidak dapat bereaksi dengan Ninhidrin karena pada kasein tidak mengandung sedikitnya satu gugus karboksil dan amino yang terbuka. Adapun hal yang menyebabkan ketidaksesuaian hasil praktikum dengan teori yang ada ialah kemungkinan karena ketidaktelitian praktikan pada saat pemipetan zat uji, sehingga takarannya tidak sesuai dengan yang semestinya. Atau kemungkinan gelatin yang seharusnya menjadi ungu, mengalami denaturasi karena terlalu lama dipanaskan, sehingga susah diidentifikasi. Mungkin juga bahannya sudah kadaluarsa.
7. Uji Xantroprotein
Pada percobaan ini, kita ingin membuktikan adanya asam amino tirosin, triptofan, atau fenilalanin yang terdapat dalam protein. Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan ini ialah pada zat uji albumin 2%, terjadi perubahan warna menjadi jingga disertai terbentuknya endapan. Ini menunjukkan bahwa terdapat asam amino pada albumin. Pada gelatin 2%, tidak terjadi perubahan warna (tetap bening). Ini menunjukkan bahwa tidak terdapat kandungan asam amino pada gelatin. Sedangkan pada kasein 0,5% tidak terjadi perubahan warna (tetap bening). Pada tiroin 2% terjadi perubahan warna menjadi jingga disertai terbentuknya endapan. Ini menunjukkan bahwa terdapat asam amino pada tirosin.
Berdasarkan teori, ada sebagian peptida dan protein yang mempunyai gugus asam amino berinti benzena. Seperti fenilanalin, tirosin, albumin, triptofan dan lain sebagainya. Reaksi yang terjadi pada uji Xantoprotein ialah nitrasi pada inti benzena yang terdapat pada molekul protein. Reaksi ini positif untuk protein yang mengandung tirosin, fenilalanin dan triptofan. Reaksi positif ditandai dengan terbentuknya endapan berwarna putih yang dapat berubah menjadi kuning apabila dipanaskan. Pada percobaan yang telah dilakukan, hasil positif pada uji Xantoprotein terhadap albumin menunjukkan bahwa terdapat inti benzena, yaitu dengan indikasi terbentuknya lapisan jingga atau kuning jingga. Dan hasil yang diperoleh ini sudah sesuai dengan teori yang ada.
8. Uji Penentuan Titik Isoelektrik
Pada percobaan ini, kita ingin mengetahui titik isoelektrik (pH isoelektrik) dari protein secara kualitatif. Pada percobaan ini, digunakan larutan kasein netral agar larutannya tidak terlalu asam dan tidak terlalu basa. Jenis buffer yang digunakan pada uji ini ialah buffer asam karena salah satu faktor yang mempengaruhi terjadinya denaturasi ialah penambahan asam.
Pengaruh asam terhadap denaturasi ialah adanya ion H+ menyebabkan sebagian jembatan atau ikatan peptida putus. Ion H+ akan bereaksi dengan gugus COO– membentuk COOH sedangkan sisanya (asam) akan berikatan dengan gugus amino membentuk ikatan, sehingga apabila larutan peptida dalam keadaan isoelektris diberi asam akan menyebabkan bertambahnya gugus bermuatan yang membentuk afinitas terhadap air dan kelarutan air meningkat meskipun tidak selamanya begitu. Titik isoelektrik juga ada hubungannya dengan denaturasi, pembentukan endapan, dan muatan ion-ion.
Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan ini adalah setelah didiamkan selama 0 menit, pada pH 3,8 terbentuk endapan yang banyak, pada pH 5,0 terbentuk sedikit endapan, pada pH 5,3 lebih sedikit endapan yang terbentuk, dan pada pH 5,9 sangat sedikit endapan yang terbentuk. Hasil ini sama dengan hasil setelah dilakukan pemanasan.
Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan ini adalah setelah didiamkan selama 30 menit, pada pH 3,8 terbentuk lebih sedikit endapan, pada pH 5,0 terbentuk sedikit endapan, pada pH 5,3 banyak endapan yang terbentuk, dan pada pH 5,9 sangat sedikit endapan yang terbentuk. Hasil ini sama dengan hasil setelah dilakukan pemanasan.
Dari hasil yang diperoleh dapat diketahui bahwa yang merupakan pH isoelektrik (pI) pada protein yang diujikan ialah pada pH 3,8 karena paling banyak membentuk endapan. Semakin mendekati titik isoelektrik, maka endapan yang terbentuk pun semestinya semakin banyak. Inilah hubungan antara TI dengan endapan.
Endapan menjadi indikator penentuan titik isoelektrik karena proses pengendapan protein salah satu caranya dapat dilakukan dengan penyesuaian pH titik isoelektrik protein yang diinginkan. Pada titik isoelektrik, kelarutan protein berkurang hingga minimum dan akan terbentuk endapan. Berdasarkan teori yang ada, pada titik isoelektrik, kasein bersifat hidrofobik, kasein akan berikatan antar muatannya sendiri membentuk lipatan ke dalam sehingga terjadi pengendapan yang relatif cepat. Protein yang terdenaturasi makin berkurang kelarutannya, karena pada protein yang terdenaturasi asam amino yang berbentuk ion dwikutub mempunyai muatan netral, pada asam amino yang bergugus dipolar, gugus amino mendapatkan tambahan sebuah proton, gugus karboksil terdisosiasi sehingga asam amino dalam kondisi netral.
DAFTAR PUSTAKA
Murray, Robert, dkk.. 2009. Biokimia Harper. Jakarta: EGC.
Poedjiadi, Anna dan F. M. Titin Supriyanti. 2009. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta:
Universitas Indonesia.
Pratiwi, Sri Maryati, dkk.. 2007. Biologi untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.
Sirajuddin, Saifuddin. 2012. Penuntun Praktikum Biokimia. Makassar:
Universitas Hasanuddin.
Tim Dosen Biologi UPT-MKU. 2012. Biologi Manusia. Makassar: Universitas
Hasanuddin.
Wirahadikusumah, Muhammad. 1989. Biokimia Protein, Enzim, dan Asam
Nukleat. Bandung: Institut Teknologi Bandung.
SOAL-JAWABAN
1. Uji Susunan Elementer Protein
1) Pada percobaan, unsur apa yang membedakan albumin dan gelatin?
Jawab:
Pada percobaan uji adanya atom S.
2) Sebutkan jenis asam amino yang mengandung unsur tersebut serta tuliskan struktur kimianya!
Jawab:
1. Alanin CH3 CH CO2H
NH2
2. Sistein CH2 CH CO2H
SH NH2
3) Tuliskan reaksi terbentuknya bau khas belerang pada uji adanya atom S!
Jawab:
2H2S (g) + SO2 (aq) 3S(s) + 2H2O(l)
2. Uji Kelarutan Protein
Meskipun protein termasuk senyawa organik, tetapi tidak larut dalam pelarut lemak seperti eter atau kloroform. Mengapa?
Jawab:
Karena protein memiliki rantai karbon yang panjang sehingga sifat asamnya semakin berkurang karena semakin sulit melepas proton dan menyebabkan kelarutannya semakin kecil. Protein memiliki kemampuan untuk menyerap lemak, oleh sebab itu protein tidak dapat larut pada pelarut lemak.
3. Uji Pengendapan Protein dengan Garam
1) Jelaskan mengapa dengan penambahan garam berkonsentrasi tinggi kelarutan protein menjadi berkurang, sehingga dapat mengendap!
Jawab:
Karena semakin tinggi konsentrasi dan jumlah muatan ionnya, semakin efektif garam mengendapkan protein.
2) Pada percobaan, manakah garam yang lebih efektif untuk mengedapkan protein? Jelaskan!
Jawab:
Garam (NH4)2SO4, karena menghasilkan paling banyak endapan. Garam (NH4)2SO4memiliki berat molekul dan nilai biloks yang paling besar dibandingkan garam yang lain sehingga paling reaktif untuk mengendapkan protein.
3) Apa nama protein serum yang dapat diendapkan dengan penambahan amonium sulfat jenuh?
Jawab:
Albumin yang termasuk dalam protein globuler.
4) Apa fungsi protein tersebut dalam darah dan dimana disintesis?
Jawab:
Fungsi protein dalam darah sebagai biokatalisator, hemoglobin sebagai pengangkut oksigen, hormon sebagai pengatur metabolisme tubuh, dan antibodi untuk mempertahankan tubuh dari serangan penyakit.
4. Uji Pengendapan dengan Logam dan Asam Organik
1) Apa yang dimaksud denaturasi irreversible protein? Jelaskan!
Jawab:
Denaturasi irreversible adalah perubahan atau modifikasi struktur molekul protein yang tidak dapat diubah kembali.
2) Jelaskan mengapa susu atau putih telur dapat digunakan sebagai antidotum pada keracunan logam-logam berat seperti Pb2+ atau Hg2+?
Jawab:
Karena susu atau putih telur mengandung garam-garam logam berat dan asam-asam mineral kuat yang baik digunakan untuk mengendapkan protein.
3) Tuliskan struktur kimia asam sulfosalisilat dan TCA!
Jawab:
Cl
TCA = Cl C CO2H
Cl
5. Uji Biuret
1) Sebutkan perbedaan antara polipeptida dan protein!
Jawab:
Polipeptida merupakan monomer sedangkan protein merupakan polimer.
2) Pada percobaan, manakah yang memberikan hasil negatif pada uji biuret? Mengapa?
Jawab:
Glisin, karena glisin merupakan asam amino bebas yang tidak mempunyai satu atom karbon asimetris.
6. Uji Ninhidrin
1) Apakah reaksi ninhidrin dapat digunakan untuk menentukan asam amino secara kuantitatif? Jelaskan!
Jawab:
Ya, ninhidrin suatu oksidator sangat kuat yang dapat menyebabkan terjadinya dekarboksilasi oksidatif asam α-amino. Ninhidrin yang tereduksi, kemudian bereaksi dengan amino yang lepas membentuk kompleks biru ungu. Intensitas warna biru ungu yang dihasilkan dalam keadaan baku merupakan dasar bagi ter kuantitatif yang sangat berguna untuk asam amino dan amina-amina yang bukan asam α-amino.
2) Tuliskan struktur kimia asam amino Prolin dan Hidroksiprolin!
Jawab:
A.Prolin
CO2H
B. Hidroksiprolin H C CH2
H2C CH COOH
N
H
7. Uji Xantroprotein
1) Pada percobaan, manakah yang memberikan hasil positif terhadap uji Xantroprotein? Mengapa?
Jawab :
Albumin 2% dan Tirosin 2%, karena terbentuk lapisan berwarna jingga. Hal ini terjadi karena adanya senyawa nitro yang terbentuk dari hasil hidrolisis ambumin dan tirosin dengan HNO3 yang terionisasi.
2) Tuliskan stuktur kimia asam amino Fenilalanin dan Triptofan!
Jawab:
a. Fenilalanin CH2 CH CO2H
NH2
b. Triptofan CH2 CH CO2H
N NH2
8. Uji Penentuan Titik Isoelektrik
1) Pada pH berapa diperoleh pengendapan kasein maksimal? Mengapa?
Jawab:
Pada pH 3,8, karena terjadi gerak elektrostatis (gaya tolak menolak) pada larutan kasein tersebut pada suasana pH 3,8 kasein bermuatan netral.
2) Konfirmasikan apakah sesuai dengan pI kasein dalam tabel. Jelaskan!
Jawab:
Pada pH 5,3. Karena setelah pemanasan, pH 5,3 menghasilkan larutan paling keruh dan ada endapan sedangkan pada pH 3,8 sebelum pemanasan terbentuk paling banyak endapan tetapi setelah pemanasan menghasilkan larutan yang sedikit keruh dan terdapat endapan.
3) Sebutkan nama lain larutan buffer!
Jawab: larutan penyangga
4) Apa fungsi larutan tersebut?
Jawab:
Larutan buffer berfungsi untuk menjaga (mempertahankan) pHnya dari penambahan asam, basa maupun pengenceran oleh air.
5) Sebutkan komposisi larutan, yaitu terdiri atas jenis senyawa apa saja!
Jawab :
Larutan buffer terdiri dari garam dan asam lemah juga basa.
Mantap sangat membantu, thanks
BalasHapus