Uji Pengendapan Protein oleh Logam Berat

Transkripsi

1 Uji Pengendapan Protein oleh Logam Berat Uji Pengendapan Protein oleh Logam Berat Dewi Susylowati ( ) Widhiarty Soetopo ( ) Dewa Ayu Angga Pebriani ( ) ABSTRAK Protein merupakan komponen utama semua sel hidup. Protein ini berfungsi sebagai pembentuk struktur sel yangn menghasilkan hormon, enzim, dan lain-lain. Ditinjau dari segi kimia protein merupakan suatu senyawa polimer dari asam-asam amino dengan berat molekul yang tinggi (10 4 sampai 10 6 ). Ditinjau dari unsur yang menyusun, protein terdiri atas unsur-unsur C, H, O, dan N. Beberapa diantara protein juga mengandung belerang, fosfor dan beberapa unsur logam 50 seperti seng, besi, dan tembaga. Banyaknya unsur N dalam suatu bahan pangan merupakan kriteria penetapan protein. Banyaknya nitrogen rata-rata dalam protein berkisar 16%. Protein banyak terdapat dalam kulit, rambut, otot, putih telur, dan sutera. Protein sering kali dipakai sebagai obat penawar keracunan logam-logam berat seperti merkuri, tembaga, dan lain-lain. Hal ini disebakan karena adanya reaksi pengendapan. Kata kunci: protein, logam berat, pengendapan PENDAHULUAN Protein merupakan molekul organik terbanyak di dalam sel, yaitu kurang lebih 50% dari berat kering sel, dan dapat ditemui dalam setiap bagian dari sel, karena protein merupakan aspek dasar dari semua struktur sel dan fungsi sel. Berbagai protein mempunyai fungsi biologis yang berbeda. Lagi pula, sebagian besar informasi genetik diekspresikan dengan protein. Oleh karena itu, kita juga harus menyelidiki hubungan antara sifat umum genetik, asam deoksiribonukleat (DNA) dan struktur protein, demikian juga efek mutasi terhadap struktur protein. Hubungan struktur molekul protein dengan fungsi biologis protein serta aktivitas protein merupakan problema pusat bidang biokimia masa kini. Protein adalah polimer dari sekitar 21 asam amino yang berlainan disambungkan dengan ikatan peptida. Karena keragaman rantai samping yang

2 terbentuk jika asam-asam amino tersebut disambung-sambungkan, protein yang berbeda dapat mempunyai sifat kimia yang berbeda dan struktur Sekunder dan tersier yang sangat berbeda. Berbagai asam amino yang disambungkan membentuk rantai peptida. Peptida-peptida menjadi penyusun protein. Dalam molekul-molekul protein, residu asam amino diikat secara kovalen membentuk rantai-rantai panjang linier. Residu-residu asam amino tersebut ditata secara "head to tail" melalui ikatan peptida hasil eliminasi air dari gugus karboksilat satu asam amino dan gugus a-amino asam amino berikutnya. Makromolekul yang terbentuk ini disebut polipeptida, yang mengandung ratusan unit asam amino. Beberapa protein mengandung hanya satu rantai polipeptida ; Lainnya mengandung dua atau lebih rantai polipeptida. Rantai-rantai polipeptida protein bukan merupakan polimer-polimer acak dengan panjang tertentu ; setiap rantai polipeptida mempunyal bobot molekul, komposisi kimia, orde urutan building block asam amino, serta bentuk tiga dimensi tertentu. Protein telur merupakan salah satu dari protein berkualitas terbaik dan dianggap mempunyai nilai biologi 100. Protein ini dipakai seeara luas sebagai standar, dan bilangan nisbah efisiensi protein (NEP) kadang-kadang menggunakan putih telur sebagai standar. Protein serealia pada umumnya tidak mengandung lisina dan treonina. Kedele merupakan sumber lisina yang baik tetapi tidak mengandung metionina. Protein biji kapas tidak mengandung lisina dan protein kaeang tanah tidak mengandung metionina dan lisina. Protein kentang meskipun Ukuran Molekul Protein Bobot molekul protein dapat ditentukan dengan metode fisika. Beberapa bobot molekul protein ditunjukkan pada tabel 4.1, bobot molekul protein terse but bervariasi antara yang merupakan bobot molekul protein terendah sampai satu juta atau lebih. Walaupun demikian, diantara protein-protein dengan fungsi sama, kita tidak dapat menarik kesimpulan mengenai ukuran bobot molekulnya. Berbagai enzim misalnya, bobot molekulnya dapat berbeda dari sampai satu juta lebih. Tabel 8.1 juga menunjukkan protein-protein dengan bobot molekul di atas mengandung dua atau lebih rantai polipeptida. Rantai-rantai polipeptida individual dari kebanykana protein yang strukturnya telah dikenal mengandung 100 sampai 300 residu asam amino (bobot molekul sampai ). Rantai polipeptida tunggal dari ribonuklease, cvtokrom c dan mvoqlobin misalnya mengandung antara 100 sampai 300 residu asam amino. Beberapa protein lain seperti serum albumin mempunyai rantai polipeptida yang lebih

3 panjang dengan residu asam amino mendekati 550, sedangkan myosin mengandung residu asam amino yang mendekati Tabel 8.1. Bobot Molekul Beberapa Protein Protein Insulin (sapi) Ribonuklease (pancreas sapi) Lyzozim (putih telur) Myoglobin (jantung kuda) Kimotripsinogen (pancreas sapi) B-Lactoglobulin (sapi) Hemoglobin (manusia) Heksokinase (ragi) Tryptofan sintetase (E. coli) Aspartat transkarbamoilase (E. coli) Glikogen fosforilase (hati sapi) Kompleks piruvat dehidrogenase (ginjal sapi) Virus mosaik tembakau Sobot molekul Jumlah Rantai Berbagai protein telah diisolasi dalam bentuk kristal. Semua mengandung karbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N) dan oksigen (O) ; hampir semua protein mengandung sulfur. Bebarapa protein mengandung elemen tambahan, seperti fosfor, besi, seng dan tembaga. Bobot molekul protein sangat besar, tetapi hidrolisis asam semua protein menghasilkan sekelompok senyawa organik sederhana dengan bobot molekul rendah, yaitu asam amino a. Molekul-molekul building block ini minimum mengandung satu gugus karboksilat dan satu gugus a-amino, serta satu gugus rantai samping R yang berbeda. Umumnya 20 jenis asam amino berbeda ditemui sebagai building block protein. Klasifikasi Protein Berdasarkan komposisi protein dibagi menjadi dua kelompok utama, yaitu protein sederhana dan protein konjugasi. Protein sederhana adalah protein yang pada hidrolisis hanya

4 menghasilkan asam-asam amino. Kelompok protein ini umumnya mengandung kurang lebih 50 % karbon, 7 % hidrogen, 23 % oksigen, 16 % nitrogen dan 0-3 % sulfur. Kelompok protein konjugasi adalah protein yang pada hidrolisis tidak hanya menghasilkan asam-asam amino, tetapi juga komponen organik dan komponen anorganik lain, yang disebut ququs prostetik dari protein. Berdasarkan sifat kimia gugus pros~tiknya, protein konjugasi dapat dikelompokan menjadi nukleoprotein, lipoprotein, karena mengandung gugus prostetik asam nukleat dan lipid. Juga dikenal fosfoprotein, metalloprotein dan glucoprotein Berdasarkan konformasi protein dibagi menjadi tiga kelompok utama, yaitu protein serat, protein qlobular, protein denqan konformasi antara protein serat dan protein globular. Protein serat dibangun oleh rantai-rantai polipeptida yang ditata sejajar sepanjang satu sumbu. Secara fisik protein serat sangat kaku, kuat dan tak larut dalam air atau larutan garam encer. Protein serat ini merupakan elemen struktur dasar jaringan ikat hewan tingkat tinggi. Misalnya kolagen dari tendon dan matriks tulang, keratin, rambut, tanduk, kuku dan bulu serta elastin dari jaringan yang elastik. Sebaliknya dalam protein globular, protein kelompok dua, rantai-rantai polipeptida melipat ke dalam menjadi bentuk globular atau bola yang kompak Kebanyakan protein globular larut dalam sistem air. Umumnya protein ini mempunyai fungsi yang mobil dan dinamik di dalam sel. Dari sebanyak enzim-enzim yang dikenal, sejumlah hormon, serum, albumin dan hemoglobin, semuanya termasuk protein globular. Protein kelompok tiga, protein dengan konformasi antara protein serat dan protein globular, strukturnya berbentuk seperti batang menyerupai protein serat tetapi menunjukkan sifat larut dalam larutan garam, seperti protein globular. Asam Amino Sesuai namanya asam amino terdiri atas.2 macam gugus yang khas, yaitu gugus amino (-NH 2 ) dan gugus Karboksil ( -COOH). Asam-asam amino yang membentuk zat putih telur umumnya tergolong struktur a. (alfa). Berdasarkan sifat mutarotasi-nya asam amino ada 2 yaitu L-asam amino yakni yang memutar bidang polarisasi ke kiri dan D-asam amino yakni yang memutar bidang rotasi ke kanan..

5 L-Asam amino D-Asam amino R = gugus rantai carbon Asam amino yang sudah diketahui seluruhnya ada 21 macam asam amino. Struktur, nama dan sifat khas (Ciri rantai samping) disajikan pada Sub bab Asam amino yang sederhana mempunyai :2 gugus fungsional NH 2 dan -COOH misalnya : glikokol atau glisin (H 2 N-CH 2 COOH). Selain pada atom-c gugus amino kadang kadang terdapat juga gugus alifatik atau aromatik a. Susunan Asam Amino Dalam Membentuk Peptida Protein Asam amino juga dapat dikelompokkan berdasarkan sifat kimia rantai sampingnya (Krull dan Wall, 1969). Rantai samping dapat bersifat polar atau nonpolar. Kandungan bagian asam amino polar yang tinggi dalam protein meningkatkan kelarutannya dalam air. Rantai samping yang paling polar ialah rantai samping asam amino basa dan asam amino asam. Asam-asam amino ini terdapat dalam albumin dan globulin yang larut air dengan aras yang tinggi. Asam amino yang disambung-sambungkan dengan ikatan peptida membentuk struktur primer protein. Susunan asam amino menentukan sifat struktut sekunder dan tersier.pada gilirannya, hal ini mempengaruhi secara bermakna sifatsifat fungsi protein makanan dan perilakunya selama pemrosesan Gugus hidroksil dalam rantai samping dapat terlibat dalam pembentukan ikatan ester dengan asam fosfat dan fosfat. Asam amino belerang dapat membentuk ikatan sambung-silang disulfida antara rantai peptida yang bertetangga atau antara bagian yang berlainan dalam rantai yang sama. Prolina dan hidroksiprolina memaksakan pembatasan struktur yang bermakna terhadap geometri rantai peptida. b. Macam-macam Asam Amino

6 Klasifikasi asam amino menurut jumlah gugus asam (karboksil) dan basa (amino) yang dimiliki adalah; (1) asam amino netral yaitu asam amino yang mengandung satu gugus asam dan satu gugus amino; (2) asam amino asam (rantai cabang asam) yaitu asam amino yang mempunyai kelebihan gugus asam dibandingkan dengan gugus basa; (3) asam amino basa (rantai cabang basa) yaitu asam amino yang mempunyai kelebihan gugus basa; (4) asam amino yang mengandung nitrogen imino pengganti gugus amino primer dinamakan asam Immo. b.1. Asam Amino Netral Asam amino netral terdiri atas asam amino alifatik (rantai cabang terdiri atas hidrokarbon), asam amino dengan rantai cabang hidroksil, asam amino dengan rantai cabang aromatik dan asam amino dengan rantai cabang yang mengandung sulfur. b.2. Asam Amino Asam Beberapa asm amino mempunyi rantai cabang ( R ) yang mengandung gugus asam. b.3. Asam Amino Basa Beberapa asm amino mempunyi rantai cabang ( R ) yang bersifat basa. c. Klasifikasi Asam Amino menurut Esensial dan Tidak Esensial Dr. William Rose, (1917) seorang pionir dalam penelitian protein dengan menggunakan berbagai campuran asam amino dan meneliti pengaruhnya terhadap pertumbuhan tikus percobaan dan manusia, membagi asam amino dalam dua golongan, yaitu asam amino esensial dan tidak esensial. Satu per satu asam amino dikeluarkan dari diet semula yang terdiri atas campuran asam amino dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tikus diamati. Pengeluaran beberapa asam amino tertentu ternyata mengganggu pertumbuhan, sedangkan yang lain tidak. Ternyata ada sepuluh macam asam amino yang dibutuhkan tikus untuk pertumbuhan yang tidak dapat disinresis tubuh. Asam amino ini dinamakan asam amino esensial. Asam amino lain dinamakan asam amino tidak esensial. Asam amino tidak esensial juga penring unruk pembentukan protein tubuh, tetapi asam amino ini bila tidak terdapat dalam tubuh dapat disinresis tubuh dalam jumlah yang diperlukan. Penelitian yang sarna kemudian dilakukan terhadap manusia, dengan menggunakan campuran asam amino yang dianggap esensial untuk tikus. Satu per satu asam amino dikeluarkan dari campuran tersebut, dan pengaruhnya terhadap keseimbangan nitrogen pada manusia diamati. Ternyata ada sembilan jenis asam amino esensial untuk manusia yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh. Kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesis tubuh, yang berarti harus ada dalam makanan sehari-hari.

7 Bila tubuh mengandung cukup nitrogen, tubuh mampu mensintesis sebelas jenis asam amino lain, yaitu asam amino tidak esensial yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh. Nitrogen ini dapat berasal dari asam amino tidak esensial lain atau dari asam amino esensial yang berlebihan. Belakangan asam amino tidak esensial dibagi menjadi dua kelompok yaitu asam amino tidak esensial bersyarat (Conditional essential amino acids) dan asam amino yang betul-betul tidak esensial (lihat Tabel 8.2.). Tabel : Macam-macam Asam amino berdasar esensinya bagi tubuh : AsamAmino Esensial Tidak esensial bersyarat Tidak esensial Leusin, Isoleusin, Valin, Triptofan, Fenilalanin, Metionin, Treonin, Lisin, dan Histidin Prolin, Serin, Arginin, Tirosin, Sistein, Trionin, dan Glisin Glutamat, Alanin, Aspartat, dan Glutamin Ionisasi Protein yang Larut Dalam Air dan Asam amino Seperti asam amino, protein yang larut dalam air akan rnernbentuk ion yang rnernpunyai muatan positif dan negatif. Asam amino mempunyai gugus asam (-COOH) yang bersifat asam menghasilkan ion H + dan gugus amina (NH 2 ) yang bersifat basa. Dalam suasana asam molekul protein akan rnernbentuk ion positif, sedangkan dalam suasana basa., akan rnembentuk ion negatif. Pada titik isolistrik protein mempunyai ion muatan positif dan negatif yang sama. Ion demikian disebut dengan istilah Ion Zwitter atau Amfoter

8 Pada ionsasi protein atau asam amino, ion muatan positif (kation) dan ion muatan negative (kation) sama kuat, sehingga tidak bergerak ke arah elektroda positif. maupun negative, apabila ditempatkan di.antara kedua elektroda tersebut. Ionisasi protein dapat, digambarkan sebagai berikut : Protein <======> H + + Protein Kation Ion zwitter NH Protein <======> Protein Ion zwitter Anion Peptida Telah diketahui bahwa beberapa molekul asam amino dapat berikatan satu dengan lain membentuk suatu senyawa yang disebut peptida. Apabila jumlah asam amino yang berikatan tidak lebih dari sepuluh molekul disebut oligopeptida. Peptida yang dibentuk oleh dua molekul asarn amino disebut dipeptida. Selanjutnya tripeptida dan tetrapeptida ialah peptida yang terdiri atas tiga molekul dan empat molekul asam amino. Delapan mo1ekul asam amino dengan demikian akan membentuk oktapeptida. Polipeptida ialah peptida yang molekulnya terdiri dari banyak molekul asam amino. Protein ialah suatu polipeptida yang terdiri atas lebih dariseratus asam amino. a. Tata Nama Pada dasarnya suatu peptida ialah asil-asam amino. karena gugus -COOH dengan gugus -NH 2 membentuk ikatan peptida. Dari rumus suatu peptida ini tampak bahwa ada gugus asil yang terikat pada asam amino. Nama peptida diberikan betdasarkan atas jenis asam amino yang membentuknya. Asam amino yang gugus karboksilnya 'bereaksi dengan gugus -NH 2 diberi akhiran il pada namanya. sedangkan urutan penamaan didasarkan pada, urutan asam amino, dimulai dari asam amino ujung yang masih mempunyai gugus -NH 2. Agar tidak terlalu panjang menuliskan suatu nama peptida. digunakan singkatan nama asam amino, yaitu dengan mengambil tiga huruf pertama dari nama asam amino-nya. Sebagai contoh glisilalanin ditulis gly-ala-oh, sedangkan--" alanilserilleusin dapat ditulis ala-ser-leu- OH.

9 b. Sifat Peptida Peptida diperoleh dengan cara hidrolisis protein yang tidak sempurna. Apabila peptida yang terjadi dihidrolisis 1ebih lanjut, akan dihasilkan asam-asam amino. Suatu penta peptida alanil-leusilsisteinil-tirosil-glisin atau yang ditulis secara singkat ala-leu-cys-tyrgly-oh pada proses hidrolisis akan menghasilkan alanin, leusin, sistein, tirosin dan glisin. Sifat peptida ditentukan oleh gugus -NH 2 ' gugus -COOH dan gugus R. Sifat asam dan' basa pada peptida ditentukan oleh gugus -COOH dan -NH 2, namuo pada peptida rantai panjang, gugus -COOH dan -NH 2 yang terletak di ujung rantai tidak lagi berpengaruh. Suatu peptida - juga mempunyai titik isolistrik seperti pada asam amino. Reaksi biuret merupakan reaksi warna unrok peptida dan protein. c. Analisis dan Sintesis Peptida Untuk memperoleh informasi tentang peptida tidak cukup dengan mengetahui jenis dan banyaknya molekul asam amino yang membentuk peptida, tetapi diperlukan keterangan tentang urutan asam-asam amino dalam molekul peptida. Salah satu cara untuk menentukan urutan asam amino ini ialah degradasi Edman yang terdiri atas dua tahap reaksi, yaitu pertama reaksi peptida dengan fenilisotiosianat dan reaksi kedua ialah pemisahan asam amino ujung yang telah bereaksi dengan fenilisotiosianat'. Asam amino ujung yang telah terpisah dari molekul peptida. terdapat sebagai tiohidantoin tersubstitusi, yang dapat diidentifikasi misalnya dengan kromatografi kertas. Selanjutnya molekul peptida yang telah berkurang dengan satu molekul asam amino direaksikan dengan fenilisotiosianat seperti semula, kemudian diuraikan. Proses ini diulangi hingga' semua asam amino dapat diketahui jenis dan urutannya. Cara ini hanya digunakan untuk menentukan peptida yang tidak terlalu 'panjang. Untuk peptida yang panjang digunakan cara penguraian oleh enzim-enzim tertentu. Sanger, seorang ahli biokimia Inggris, telah mendapatkan hadiah Nobel dalam ilmu kimia atas hasil karyanya mengenai analisis urutan asam amino dalam insulin. Dengan metode analisis yang makin disempumakan, beberapa peptida dan' protein telah dapat diketahuistruktumya. Glutation, tripeptida yang terdapat pada otak dan berfungsi sebagai koenzim pada enzim glioksalase adalah glutamilsisteinilglisin. Peptida yang berfungsi sebagai hormon dalam kelenjar hipofisis antara lain. ialah oksitasin dan vasopresin. Struktur kedua hormon ini telah diketahui dengan cara analisis. Demikian pula harmon yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas yaitu insulin telah pula

10 diketahui rumusnya. Di samping itu penisilin, suatu antibiotika yang dihasilkan oleh jamur Penicillium Notatum adalah suatu peptida. Sintesis peptida pada dasarnya ialah mereaksikan gugus -COOH dengan gugus -NH 2 Pada umumnya untuk membentuk suatu amida dari asamnya ialah melalui pembentukan klorida asam. Namun karena molekul asam amino sendiri juga mempunyai gugus -NH 2, maka gugus ini harus dilindungi terlebih dahulu. Setelah reaksi selesai; senyawa pelindung dapat dilepaskan kembali PCl 3 NH 2 R-COOH à R-CO-Cl à R-CO NH 2 Asam Klorida Asam Amida Cara demikian ini sukar dilakukan karena tiap kali hasil reaksi harus dimurnikan dahulu sebelum direaksikan lebih lanjut. Cara lain yang telah memperoleh pengembangan lebih lanjut ialah sintesis fase padat. Dengan cara ini peptida dibentuk secara bertahap dengan jalan diikatkan pada partikel polistirena padat. Asam amino pertama yang telah dilindungi oleh gugus tersierbutiloksikarbonil misalnya, direaksikan dengan klormetilpolimer membentuk t- butiloksikarbonil-aminoasil-polimer. Kemudian senyawa pelindung dilepaskan, dan asam amino kedua, yang telah dilindungi direaksikan dengan asam amino pertama. Setelah terjadi kondensasi atau penggabungan antara kedua asam amino tersebut, senyawa pelindung dilepaskan dan asam amino ketiga yang telah dilindungi direaksikan. Demikian seterusnya sehingga terjadi peptida yang diinginkan dan diketahui jumlah, jenis dan urutan asam amino yang membeiituknya. Peptida yang telah terbentuk kemudian dilepaskan dari polistirena. Cara ini lebih menguntungkan karena lebih mudah dilakukan. Sekarang cara ini telah disempumakan dan orang telah dapat membuat insulin, suatu peptida yang terdiri atas 51 molekul asam amino. Struktur Protein Susunan asam amino dan peptida membentuk struktur protein. Struktur protein ada 4 yaitu struktur Primer, skunder, tersier dan kuartener.

11 Protein merupakan makromolekul dengan berbagai tingkat pengorganisasian struktur. Struktur primer protein berkaitan dengan ikatan peptida antara asam amino komponen dan dengan urutan asam amino dalam molekul juga. Para peneliti telah menentukan urutan asam amino dalam banyak protein. Contohnya, susunan asam amino dan urutannya dalam beberapa protein susu sekarang sudah diketahui (Swaisgood, 1982). Struktur Primer Struktur Skunder Struktur tersier Asam Amino a-helix Rantai Polipeptida Struktur Kuartener (Rangkaian Sub Unit) Beberapa enzim proteolitik mempunyai kerja yang sangat khas enzim ini hanya menyerang ikatan yang jumlahnya terbatas, melibatkan hanya bagian asam amino tertentu dalam urutan yang tertentu. Hal ini dapat mengakibatkan penumpukan peptida khusus selama terjadi beberapa reaksi proteolitik secara enzimatik dalam makanan. Struktur sekunder protein berkaitan dengan pelipatan struktur primer. Ikatan hidrogen antara nitrogen amida dan oksigen karbonil merupakan gaya yang

12 menstabilkan yang utama. lkatan ini dapat terbentuk antara bagian yang berbeda pada rantai polipeptida yang sama atau antara rantai yang berdampingan. Dalam medium air, ikatan hidrogen mungkin kurang bermakna, dan gaya Van der Waals dan antaraksi hidrofobik antara rantai samping yang apolar mungkin berperan dalam menunjuang kestabilan struktur sekunder. Struktur sekunder dapat berupa struktur pilinan a-heliks atau struktur lembaran, seperti ditunjukkan dalam gambar 8.1. Struktur pilinan distabilkan oleh ikatan hidrogen intramolekul, struktur lembaran oleh ikatan hidrogen antarmolekul. Persyaratan untuk kestabilan maksimum struktur pilinan ditentukan oleh Pauling dkk. (1951). Model pilinan melibatkan translasi 0,54 nm per putaran sepanjang sumbu pusat. Putaran sempurna dibuat untuk setiap 3,6 residu asam amino. Protein tidak perlu mempunyai konfigurasi pilinan-a yang lengkap; mungkin saja hanya bagian dari rantai peptida yang berbentuk pili nan-a, sedangkan bagian cincin yang lain berkonfigurasi kurang lebih tidak beraturan. Protein yang berstruktur pilinanan dapat berupa bola (globula) atau serat. Pada struktur lembar sejajar, rantai polipeptida hampir sepenuhnya terentang dan dapat membentuk ikatan hidrogen antara rantai yang berdampingan. Struktur seperti itu pada umumnya tidak larut dalam pelarut air dan bersifat seperti serat. Struktur tersier protein menyangkut pola pelipatan rantai menjadi satuan yang padat yang distabilkan oleh ikatan hidrogen, gaya Van der Waals, jembatan disulfida, dan antaraksi hidrofob. Pembentukan struktur tersier menyebabkan terbentuknya satuan yang tersusun padat da:n rapat dengan sebagian besar residu asam amino polar terletak pada bagian luar dan dihidrasi. Hal ini mengakibatkan sebagian besar rantai samping apolar berada pada bagian dalam dan sebenarnya tak ada hidrasi. Asam amino tertentu, seperti prolina, merusak pilinanan, dan ini mengakibatkan daerah lipatan berstruktur acak (Kinsella 1982). Sifat struktur tersier protein sangat beragam demikian juga nisbah pilinan-a dan koil acak. Insulin terlipat secara longgar, dan juga struktur tersiernya distabilkan olehjembatan disulfida. Lisozim dan glisin mempunyai jembatan disulfida tetapi terlipat secara padat. Molekul besar yang berbobot molekul di atas sekitar dapat membentuk struktur kuaterner melalui asosiasi subunit. Struktur ini dapat distabilkan oleh ikatan hidrogen, jembatan disulfida, dari antaraksi hidrofob.

13 Struktur sekunder, tersier, dan kuarterner yang sudah pasti, dianggap terbentuk langsung dari struktur primer. Hal ini berarti bahwa gabungan asam amino tertentu akan secara otomatis membentuk jenis struktur yang paling stabil dan mungkin dengan memperhatikan hal-hal yang diuraikan oleh Pauling dkk. (1951). Denaturasi Denaturasi adalah proses yang mengubah struktur molekul tanpa memutuskan ikatan kovalen. Proses ini bersifat khusus untuk protein dan mempengaruhi protein yang berlainan sampai tingkat yang berbeda pula. Denaturasi dapat terjadi oleh berbagai penyebab, yang paling penting ialah bahang (pemanasan), ph, garam, dan pengaruh permukaan. Denaturasi biasanya dibarengi oleh hilangnya aktivitas biologi dan perubahan yang berarti pada beberapa sifat fisika dan fungsi seperti kelarutan. Perusakan aktivitas enzim oleh bahang merupakan salah satu operasi terpenting pada pemrosesan makanan. Denaturasi dengan bahang kadang-kadang diperlukan; perhatikan, misalnya, denaturasi protein dadih susu untuk produksi serbuk susu yang dipakai dalam pemanggangan. Hubungan antara suhu, waktu pemanasan, dan tingkat denaturasi protein dadih dalam susu skim. Protein putih telur mudah didenaturasi dengan bahang dan dengan gaya permukaan jika putih telur dikocok menjadi busa. Protein daging didenaturasi pada rentang suhu 57 sampai 75 C dan ini mempunyai pengaruh kuat terhadap tekstur, kemampuan menahan air, dan pengerutan. Denaturasi kadang-kadang dapat mengakibatkan flokulasi protein bola tetapi dapat juga mengakibatkan terbentuknya gel. Makanan dapat didenaturasi, dan proteinnya diawastabilkan, pada saat pembekuan dan penyimpanan beku. Protein ikan terutama sangat rentan terhadap pengawastabilan. Setelah pembekuan, ikan dapat menjadi liat dan bak-karet dan kehilangan airnya. Misel kaseinat susu, yang sangat stabil terhadap bahang, dapat diawastabilkan dengan pembekuan. Pada penyimpanbekuan susu, kestabilan kaseinat makin lama makin menurun, dan ini dapat mengakibatkan koagulasi sempurna. Denaturasi dan koagulasi protein merupakan aspek kestabilan bahang yang dapat berkaitan dengan susunan dan urutan asam amino dalam protein. Denaturasi dapat didefinisikan sebagai perubahan besar dalam struktur alami yang tidak melibatkan perubahan dalam urutan asam amino. Pengaruh bahang biasanya

14 menyangkut perubahan dalam struktur tersier, yang mengakibatkan susunan rantai polipeptida menjadi kurang teratur. Rentang suhu pada saat terjadi denaturasi dan koagulasi sebagian besar protein sekitar 55 sampai 75 C seperti ditunjukkan dalam tabel 3.5. Ada beberapa kekecualian yang penting pada pola umum itu. Kasein dan gelatin contoh protein yang dapat dididihkan tanpa perubahan kestabilan yang nyata. Kestabilan kasein yang luar biasa ini memungkinkan kita mendidihkan, mensterilkan, dan memekatkan susu tanpa koagulasi. Penyebab kestabilan luar biasa ini telah dibahas oleh Kirchmeier (1962). Pertama, pembentukan ikatan disulfida yang terbatas karena kandungan sistina dan sisteina yang rendah mengakibatkan kestabilan meningkat. Hubungan antara suhu koagulasi sebagai ukuran kestabilan dan kandungan asam amino belerang ditunjukkan dalam tabel 8.3 dan 8.4. Tabel : Suhu Koagulasi Beberapa Albumin, Globulin dan Kasein Protein Suhu koagulasi ( O C) Albumin telur Albumin serum (sapi) Albumin susu (sapi) Legumelin (polong) Globulin serum (manusia) Laktoglobulin (sapi) Fibrinogen (man usia) Myosin (kelinci) Kasein (Sapi) Tabel : Kandungan Sisteina dan Sistina beberapa Protein (gram Asam Amino / 100 gram Protein)

15 Protein Sisteina Sistina Albumin telur 1,4 0,5 Albumin serum (sapi) 0,3 5,7 Albumin susu 6,4 B-Laktoglobulin 1,1 2,3 Fibrinogen 0,4 2,3 Kasein - 0,3 Peptida yang rendah kandungan asam aminonya yang khas ini, kecil kemungkinannya untuk terlibat dalam jenis aglomerasi sulfhidril. Kasein, yang kandungan asam amino belerangnya sangat rendah, merupakan contoh dari perilaku tersebut. Kestabilan kasein terhadap bahang dijelaskan juga oleh pembatasan terhadap pembentukan struktur tersier yang terlipat. Pembatasan ini disebabkan oleh kandungan prolina dan hidroksiprolina yang nisbi tinggi dalam protein yang stabil terhadap bahang. Dalam rantai peptida yang tidak mengandung prolina, peluang pembentukan ikatan hidrogen antar dan intramolekul lebih baik daripada dalam rantai yang mengandung banyak residu prolina. Pertimbangan ini menunjukkan bagaimana susunan asam amino berkaitan langsung dengan struktur Skunder dan tersier protein. Struktur ini pada giliranna akan menjadi penyebab dari beberapa sifat protein dan pangan (hasil pertanian) yang mengandung protein. BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan Nama alat- alat yang digunakan dalam praktikum ini: - Gelas kimia - Pipet tetes - Tabung reaksi Nama bahan yang digunakan dalam praktikum - Larutan protein - Larutan Pb-asetat 0,2 M

16 - Larutan HgCl 2 0,2 M Prosedur Kerja Ke dalam tiga milli meter larutan protein ditambahkan lima tetes larutan HgCl 2 0,2 M. Percobaan diuangi dengn menggunakan larutan Pb-asetat 0,2 M. HASIL DAN PEMBAHASAN Adanya beberap gugus fungsional (NH 2, NH, OH, dan CO) dan bentuk ion ganda (switzer ion) yang terdapat dalam struktur protein dapat menyebabkan terjadinya reaksi pengendapan protein. Gugus-gugus fungsional tersebut mampu mengikat molekul air melalui pembentukan ikatan hidrogen. Reaksi pengendapan dapat terjadi dikarenakan penambahan bahan-bahan kimia seperti garam-garam dan pelarut organik yang dapat merubah sifat kelarutan protein dalam air. a. Pengendapan dengan amonium sulfat Pengendapan yang dikarenakan penambahan amonium sulfat pekat menyebabkan terjadi dehidratasi protein (kehilanagn air). Akibat proses dehidratasi ini molekul protein yang mempunyai kelarutan paling kecil akan mudah mengendap. Protein yang diendapkan dengan cara ini tidak mengalami perubahan kimia sehingga dapat dengan mudah melarutkan kembali melalui penambahan air. Pengendapan dengan cara ini bersifat reversibel. b. Pengendapan karena asam mineral pekat Perlakuan asam mineral pekat pada protein dapat menyebabkan terbentuknya senyawa garam dari reaksi asam dengan gugus amino protein. Pengaruh lainnya dapat terjadi deturasi irreversibel dan diperoleh endapan protein. Namun pada umumnya pengendapan dengan penambahan asam mineral pekat (kecuali HNO 3 pekat) bersifat reversibel. c. Pengendapan protein oleh logam berat Dasar reaksi pengendapan oleh logam berat adalah penetralan muatan. Pengendapan dapat terjadi apabila protein berada dalam bentuk isoelektrik yang bermuatan negatif. Dengan adanya muatan positif dari logam beratakan terjadi netralisasidari protein dan dihasilkan garam netral proteinat yang mengendap. Endapan protein ini akan larut kembali dalam penambahan alkali (NH 3, NaOH, dan lain-lain). Sifat pengendapan protein ini adalah reversibel. Hasil Pengamatan Praktikum

17 No Prosedur Kerja Hasil Pengamatan 1 Menyediakan larutan protein (ekstrak Larutan keruh ikan sulih) 2 Ke dalam tiga milli liter larutan protein ditambahkan dengan lima tetes larutan HgCl 2 0,2 M. Terjadi endapan putih susu dengan cairan diatasnya putih bening. 3 Menyediakan larutan protein (ekstrak ikan sulih) Larutan keruh 4 Ke dalam tiga milli liter larutan protein ditambahkan dengan lima tetes larutan Pb-asetat 0,2 M. Terjadi endapan putih susu dengan cairan diatasnya sedikit keruh.

18 Setelah penambahan garam (Pb-asetat) dan HgCl tetes demi tetes dan dikocok, protein akan mengandap karena kelarutan protein dalam larutan logam tersebut terbatas. Baik pada larutan HgCl 2 maupun Pb-asetat diperoleh endapan berwarna putih. Namun, diatas endapan pada larutan HgCl diperoleh cairan bening sedangkan di atas endapan pada larutan Pb-asetat teramati bahwa terdapat cairan yang sedikit keruh. KESIMPULAN Dari hasil penelitian diatas dapat disimpulkan sebagai berikut: Terjadinya endapan pada kedua larutan di atas karena kalarutan protein dalam larutan logam terbatas. UCAPAN TERIMA KASIH Dalam penelitian ini peneliti banyak mendapat dukungan, bimbingan, serta semangat dari banyak pihak. Untuk itulah dengan penuh rasa hormat penulis ucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. I Nyoman Tika, M.Si selaku dosen pengampu mata kuliah biokimia. 2. Asisten dosen pengampu yang telah banyak membantu dalam praktikum kami. DAFTAR PUSTAKA Girindra, Aisjah Biokimia I. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

19 Sudarmadi, Slamet. dkk Prosedur Analisis untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Liberty. Winarno. F.G Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. Anwar, Chairil, dkk.1994.pengantar Praktikum Kimia Organik.Yogyakarta: UGM Suryatna, Bambang Sugeng.2008.Buku Ajar Kimia Makanan. Semarang: Jurusan Teknologi Jasa Produksi Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.