LAPORAN PRAKTIKUM
KIMIA ORGANIK
Acara: IV
Protein
Disusun oleh:
Nama : Yunisha Febriani
No. Mhs : 140801460
Hari/Tanggal : Jumat, 30 April 2015
Asisten : Florencia Grace Ferdiana
LABORATORIUM TEKNOBIO PANGAN
FAKULTAS TEKNOBIOLOGI
UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA
KREDIT NILAI LAPORAN
PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK
Judul Acara: Protein
NO
KRITERIA
NILAI
STANDART
NILAI REVISI I
NILAI
ACC
Cover
-
-
-
Lembar Pengesahan
-
-
-
PENDAHULUAN
JUDUL PERCOBAAN
2
TUJUAN PRAKTIKUM
3
II
TINJAUAN PUSTAKA
10
III
METODE
ALAT DAN BAHAN
5
CARA KERJA
5
III
HASIL DAN PEMBAHASAN
40
IV
KESIMPULAN
10
V
DAFTAR PUSTAKA
5
***
Lampiran
-
-
-
***
Format
-
-
-
JUMLAH
80
Nama Mahasiswa : Yunisha Febriani
No Mhs : 140801460
Mengetahui,
Asisten
PENDAHULUAN
Judul
Protein
Tujuan
Mengenal beberapa sifat protein.
Mengetahui percobaan yang digunakan untuk menguji sifat protein serta hasil reaksinya.
TINJAUAN PUSTAKA
Protein
Protein adalah polimer panjang yang tersusun atas asam-asam amino, yang seringkali disebut sebagai "residu" (terutama selama degradasi protein untuk memastikan sekuens-sekuens asam aminonya) yang terikat secara kovalen oleh ikatan-ikatan peptida. Secara alamiah, terdapat dua puluh jenis asam amino berbeda pada protein. Semua asam amino yang terionisasi secara biologis dengan sempurna, kecuali prolin, memiliki struktur umum seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Karbon-α adalah atom sentral tempat sebuah gugus amino (NH3+) dan sebuah gugus karboksil (COO–) melekat. Seiring meningkatnya pH melebihi kenetralan (pH 7), lingkungan yang semakin basa cenderung menetralisasi gugus-gugus karboksil yang asam dari protein, dan seiring menurunnya pH di bawah kenetralan, lingkungan yang semakin asam cenderung menetralisasi gugus-gugus amino yang basa (Elrod dan Stansfield, 2007).
Gambar 1. Struktur Umum Asam Amino
(Elrod dan Stansfield, 2007)
Struktur Protein
Menurut Chang (2008), struktur protein biasanya dibagi menjadi empat tingkat organisasi, yaitu:
Struktur primer
Struktur primer adalah sebutan untuk urutan asam amino khas dari rantai polipeptida.
Struktur sekunder
Struktur sekunder meliputi bagian-bagian dari rantai polipeptida yang distabilkan oleh suatu pola teratur dari ikatan-ikatan hidrogen antara gugus CO dan gugus NH dari tulang punggung, misalnya, α-heliks.
Struktur Tersier
Struktur tersier berbeda dari struktur sekunder karena asam amino yang mengambil bagian dalam interaksi ini mungkin jaraknya berjauhan dalam rantai polipeptida.
Struktur Kuartener
Molekul protein dapat terdiri atas lebih dari satu rantai polipeptida. Jadi, selain berbagai interaksi di dalam rantai yang menghasilkan struktur sekunder dan tersier, kita juga harus mempertimbangkan interaksi di antara rantai. Susunan keseluruhan rantai polipeptida dinamakan struktur kuartener.
Penggolongan Protein
Menurut Marzuki, dkk. (2010), berdasarkan strukturnya, protein dapat dibedakan menjadi dua golongan besar, yaitu:
Protein sederhana
Protein sederhana adalah protein yang hanya terdiri atas molekul-molekul asam amino. Protein sederhana dibedakan menjadi dua, yaitu protein serat dan protein globular. Protein serat mempunyai bentuk molekul panjang dan mempunyai sifat tidak larut dalam air serta sukar diuraikan enzim. Contoh protein serat adalah keratin sutera alam, dan kolagen. Protein globular berbentuk bulat dan pada umumnya dapat larut dalam air, larutan asam atau basa, serta etanol. Beberapa jenis protein globular di antaranya adalah albumin, globumin, histon, dan protamina.
Protein gabungan
Protein gabungan adalah protein yang berikatan dengan senyawa bukan protein. Bagian yang bukan protein ini disebut gugus prostetik. Jenis protein gabungan antara lain mukoprotein, lipoprotein, dan nucleoprotein. Mukoprotein adalah gabungan antara protein dan karbohidrat yang terdapat dalam bagian putih telur, serum darah, dan urine wanita hamil. Lipoprotein adalah gabungan antara protein yang larut dalam air dengan lipid. Nukleoprotein terdiri atas protein yang bergabung dengan asam nukleat.
Sifat-sifat Protein
Menurut Marzuki, dkk. (2010), protein mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:
Ionisasi
Seperti asam amino, protein yang larut dalam air akan membentuk ion yang mempunyai muatan positif dan negatif. Protein mempunyai titik isoelektrik. Titik isoelektrik mempunyai arti penting karena berhubungan erat dengan sifat fisik dan sifat kimia. Pada pH di atas titik isoelektrik protein bermuatan negatif, sedangkan di bawah titik isoelektrik protein bermuatan positif.
Denaturasi
Denaturasi merupakan perubahan konformasi alamiah menjadi suatu konformasi yang tidak menentu. Proses denaturasi ini dapat berlangsung secara reversible maupun tidak. Pada umumnya penggumpalan protein didahului oleh proses denaturasi yang berlangsung baik pada titik isoelektrik protein tersebut. Denaturasai dapat terjadi karena pengaruh pH, gerakan mekanik, adanya alkohol, aseton, eter, dan detergen.
Viskositas
Viskositas adalah tahanan yang timbul oleh adanya gesekan antara molekul-molekul di dalam zat cair yang mengalir. Larutan protein dalam air mempunyai viskositas atau kekentalan yang relatif lebih besar daripada viskositas air sebagai pelarutnya. Viskositas larutan protein tergantung pada jenis protein, bentuk molekul, kemolaran, dan suhu larutan.
Jenis-jenis Protein
Menurut Campbell, dkk. (2002), berikut adalah gambaran umum dari fungsi dan jenis protein:
Protein struktural (fungsi pendukung)
Contohnya serangga dan laba-laba menggunakan serat sutera, masing-masing untuk membentuk kokon dan sarangnya. Kolgaen dan elastin menyediakan suatu struktur serat dalam jaringan ikat hewan, seperti tendon dan ligament. Keratin adalah protein rambut, tanduk, bulu, dan tempelan lain pada kulit.
Protein simpanan/cadangan (fungsi cadangan asam amino)
Ovalbumin adalah protein pada putih telur, yang digunakan sebagai sumber asam amino bagi embrio yang sedang berkembang. Kasein, protein susu, merupakan sumber utama asam amino untuk bayi mamalia. Tumbuhan memiliki protein cadangan dalam bijinya.
Protein transpor (fungsi mengangkut substansi lain)
Hemoglobin, protein yang mengandung besi dalam darah vertebrata, mengangkut oksigen dari paru-paru ke bagian tubuh lain. Protein transpor lainnya mengangkut molekul melalui membran sel.
Protein hormonal (fungsi koordinasi aktivitas organisme)
Insulin, suatu hormon yang disekresi oleh pankreas, membantu mengatur konsentrasi gula dalam darah vertebrata.
Protein reseptor (fungsi respons sel terhadap rangsangan kimiawi)
Reseptor yang ada di dalam membran sel-sel syaraf akan mendeteksi sinyal kimiawi yang dilepaskan oleh sel-sel syaraf lainnya.
Protein kontraktil (fungsi pergerakan)
Aktin dan miosin bertanggung jawab atas pergerakan otot. Protein kontraktil bertanggung jawab atas pergerakan atau getaran silia dan flagela, yang menggerakkan banyak sel.
Protein pertahanan (fungsi perlindungan terhadap penyakit). Antibodi menyerang bakteri dan virus.
Protein enzimatik (fungsi percepatan reaksi-reaksi kimiawi secara selektif). Enzim pencernaan menghidrolisis polimer dalam makanan.
Asam Amino
Asam amino karboksilat, untuk selanjutnya kita sebut "asam amino" saja (tanpa akhiran karboksilat), adalah asam alkanoat yang sebuah atom H atau lebih dari gugus alkilnya diganti dengan gugus amino (–NH2). Di alam terdapat sekitar 300 jenis asam amino. Namun, ternyata hanya dua puluh asam amino yang secara alami merupakan bahan pembangun protein. Beberapa asam amino yang bukan merupakan satuan pembentuk protein, baik yang terdapat dalam keadaan bebas atau yang terikat pada sel jaringan, mempunyai peranan penting dalam proses metabolisme (Sumardjo, 2009).
Struktur Asam Amino
Menurut Syabana (2011), pada asam amino, ada gugus yang dapat melepaskan ion H+ dan ada gugus yang dapat menerima ion H+. Akibatnya, terbentuk molekul yang memiliki dua jenis muatan, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Molekul seperti ini, dikenal sebagai ion zwitter atau kadang-kadang disebut juga sebagai ion dipolar seperti pada Gambar 2:
Gambar 2. Struktur Asam Amino: (1) Tidak terionisasi, (2) Ion zwitter
(Syabana, 2011)
Semua asam amino yang berasal dari hidrolisis protein mempunyai konfigurasi L, yang berarti gugus-gugus di sekeliling atom karbon alfa mempunyai konfigurasi yang sama seperti konfigurasi L-gliseraldehida. Seperti yang terdapat pada gambar 3, apabila gugus karboksil ditulis di atas, untuk konfigurasi L, gugus amino harus ditulis di kiri, sedangkan untuk konfigurasi D, gugus amino harus ditulis di kanan. Bentuk konfigurasi D atau L jarang dicantumkan di awal nama asam amino. Apabila tidak ada tanda apa-apa, asam amino yang dimaksud adalah konfigurasi L (Sumardjo, 2009).
Gambar 3. Struktur Asam Amino Bentuk D dan L
(Sumardjo, 2009)
Sifat Asam Amino
Menurut Sumardjo (2009), Pada umumnya, asam-asam amino dapat larut dalam pelarut-pelarut polar, tetapi tidak dapat larut dalam pelarut-pelarut nonpolar. Walaupun kelarutannya tidak sama, sebagian besar asam amino dapat larut dalam larutan alkali sehingga membentuk garam. Di antara sekian banyak asam amino yang menyusun protein, beberapa mempunyai rasa manis, rasa pahit, dan ada yang tidak mempunyai rasa. Glisin, prolin, alanin, hidroksiprolin, valin, dan serin mempunyai rasa manis. Isoleusin dan arginin mempunyai rasa pahit, sedangkan leusin tidak mempunyai rasa.
Asam amino mempunyai titik lebur yang tinggi. Pada umumnya, titik lebur asam amino di atas 200OC. Titik lebur yang tinggi ini menggambarkan besarnya energi yang diperlukan untuk merusak kekuatan ionik yang mempertahankan kisi-kisi kristal. Sebagian besar asam amino mengalami sedikit peruraian apabila dipanaskan mendekati titik lebur atau titik lelehnya. Kecuali glisin, semua asam amino mempunyai sebuah atau lebih atom karbon simetris. Oleh karena itu, semua larutan asam amino, kecuali glisin, dapat menunjukkan kegiatan optis (Sumardjo, 2009).
Jenis Asam Amino
Kualitas suatu protein dapat dinilai dari perbandingan asam-asam amino yang menyusun protein tersebut. Terdapat dua jenis asam amino yang menyusun protein yaitu asam amino esensial dan asam amino non esensial. Asam amino esensial merupakan asam amino yang tidak dapat disintesa oleh tubuh sehingga harus dimasukkan dari luar tubuh manusia, sedangkan asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh manusia dengan bahan baku asam amino lainnya (Sitompul, 2004).
Uji Protein
Beberapa cara yang dapat digunakan dalam reaksi pengujian protein yaitu:
Uji Biuret
Jika larutan protein encer yang dibuat basa dengan larutan natrium hidroksida ditambah dengan beberapa tetes larutan tembaga sulfat encer, larutan tersebut akan terbentuk warna merah muda sampai violet. Reaksi ini disebut reaksi biuret sebab warna senyawa yang terbentuk sama dengan warna senyawa biuret bila ditambah larutan natrium hidroksida dan tembaga sulfat. Warna merah muda atau merah jambu terbentuk apabila larutan protein yang diselidiki mempunyai molekul yang kecil, misalnya proteosa dan pepton. Warna violet terbentuk apabila larutan protein yang diselidiki mempunyai molekul yang besar, misalnya gelatin. Reaksi biuret positif untuk semua jenis protein dan hasil-hasil antara hidrolisisnya jika masih mempunyai dua atau lebih ikatan peptida, dan negatif untuk asam amino (Sumardjo, 2009).
Uji Ninhidrin
Zat pengoksidasi ninhidrin dengan larutan protein membentuk larutan berwarna ungu sampai biru. Reaksi ini berjalan dengan sempurna pada pH 5-7 dan sedikit pemanasan. Reaksi ini berlaku untuk semua protein, hasil antara hidrolisisnya, dan hasil akhir hidrolisisnya, yaitu asam amino. Khusus untuk asam amino prolin dan hidroksi prolin akan terbentuk warna kuning (Sumardjo, 2009).
Uji Xantoprotein
Protein yang mengandung residu asam amino dengan radikal fenil dalam struktur kimianya (protein yang mengandung asam amino fenilalanin atau tirosin) jika ditambahkan dengan asam nitrat pekat akan terbentuk gumpalan warna putih. Pada pemanasan, warna gumpalan putih tersebut akan berubah menjadi kuning, yang akhirnya berubah menjadi jingga jika ditambah dengan larutan basa. Sebenarnya, proses ini adalah proses nitrasi inti benzena pada asam amino penyusun protein tersebut. Proses ini dapat terjadi jika kulit terkena asam nitrat pekat, yang segera menjadi kuning karena terjadinya proses nitrasi ini benzena pada asam amino penyusun kulit (Sumardjo, 2009).
Uji Molisch
Larutan protein majemuk yang mempunyai radikal prostetik karbohidrat, yaitu glikoprotein atau mukoprotein, pada penggojlokannya secara hati-hati dengan larutan alfanaftol dalam alkohol dan asam sulfat pekat akan membentuk larutan berwarna violet. Pada proses ini, glikoprotein atau mukoprotein akan mengalami hidrolisis menjadi protein sederhana dan karbohidrat. Karbohidrat yang terbentuk dengan alfanaftol dalam alkohol dan asam sulfat pekat memberikan warna violet (Sumardjo, 2009).
Uji Adamkiewicz
Pada tahun 1874, Adamkiewicz menerbitkan sebuah deskripsi tetang fenomena perubahan warna sebagai akibat dari reaksi kuat asam belerang pada albumin dalam telur. Pada beberapa percobaan, ia menggunakan asam asetat sebagai pelarut, dan ia meneliti pada beberapa kasus bahwa warna ungu dihasilkan oleh penambahan asam belerang. Reaksi ini kemudian digunakan untuk mendeteksi keberadaan asam amino triptofan dalam protein melalui warnanya. Apabila asam belerang dicampurkan dengan campuran protein dari asam glioksalik, maka akan terbentuk warna merah atau ungu (Fearon, 1920).
Uji Belerang
Uji belerang ini memberikan hasil positif terhadap protein yang mengandung asam amino yang memiliki gugus belerang, seperti sistein, sistin, dan metionin. Cara pengujiannya sebagai berikut: larutan protein dan larutan NaOH pekat dipanaskan, kemudian ditambahkan larutan timbal asetat. Jika protein tersebut mengandung belerang, akan terbentuk endapan hitam timbal sulfida (PbS) (Syabana, 2011).
Uji Pengendapan dengan Garam Logam
Larutan garam logam berat seperti larutan perak nitrat, merkuri klorida atau plumbo asetat dapat menggumpalkan larutan protein encer. Gumpalan perak proteinat, misalnya, dapat terjadi apabila larutan protein encer ditambah dengan larutan perak nitrat (Sumardjo, 2009). Dasar reaksi ini adalah penetralan muatan. Pengendapan akan terjadi apabila protein berada pada daerah alkalis terhadap titik isoelektriknya, yang mana protein bermuatan negatif. Adanya ion positif dari logam berat, maka terjadi penetralan dan terjadi garam netral proteinat yang mengendap (Budiman, 2009).
Uji Pengendapan dengan Asam
Senyawa-senyawa asam mempunyai muatan negatif yang besar dapat menetralkan protein yang bermuatan positif, membentuk garam yang tidak larut. Pada pH iso-elektrik (pH larutan tertentu biasanya berkisar 4 – 4,5 dimana protein mempunyai muatan positif dan negatif sama, sehingga saling menetralkan) kelarutan protein sangat menurun atau mengendap (Simanjuntak dan Silalahi, 2003).
METODE
Alat
Pipet tetes
Pipet ukur
Pro pipet
Tabung reaksi
Rak tabung reaksi
Kertas saring
Vortex
Bunsen
Pemantik
Penjepit
Bahan
Sampel A (albumin)
Sampel B (triptofan)
Reagen Biuret
Reagen Molisch
Reagen Ninhidrin
Larutan NaOH 10%
Larutan Pb Asetat 1%
Larutan HNO3 5%
Larutan HNO3 pekat
Larutan CH3COOH glasial
Larutan CH3COOH 5%
Larutan H2SO4 pekat
Larutan ZnSO4 1%
Larutan FeCl3 1%
Kertas label
Cara Kerja
Cara Kerja Uji Biuret
Sampel A (albumin) dan sampel B (triptofan) masing-masing diambil sebanyak 2ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sampel kemudian ditambahkan dengan reagen biuret masing-masing sebanyak 2ml, lalu divortex. Setelah divortex, diamati perubahan setiap sampelnya.
Cara Kerja Uji Xantoprotein
Sampel A (albumin) dan sampel B (triptofan) masing-masing diambil sebanyak 2ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sampel kemudian ditambahkan dengan reagen Biuret masing-masing sebanyak 2ml, lalu dipanaskan. Setelah dipanaskan, diamati perubahan setiap sampelnya.
Cara Kerja Uji Belerang
Sampel A (albumin) dan sampel B (triptofan) masing-masing diambil sebanyak 2ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sampel kemudian ditambahkan dengan larutan NaOH 10% masing-masing sebanyak 2ml, lalu dipanaskan. Setelah itu, setiap sampel yang telah dipanaskan kemudian diteteskan ke kertas saring yang sebelumnya sudah diberi 3 tetes larutan Pb Asetat 1% . Diamati perubahan yang terjadi pada kertas saring.
Cara Kerja Uji Pengendapan dengan Asam
Sampel A (albumin) dan sampel B (triptofan) masing-masing diambil sebanyak 2ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sampel kemudian ditambahkan dengan larutan HNO3 5% masing-masing sebanyak 2ml, lalu diamati perubahannya.
Cara Kerja Uji Adamkiewicz
Sampel A (albumin) dan sampel B (triptofan) masing-masing diambil sebanyak 2ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sampel ditambahkan dengan larutan CH3COOH glasial masing-masing sebanyak 2ml, lalu ditambah dengan larutan H2SO4 pekat secara hati-hati melalui dinding tabung hingga terbentuk cincin. Setelah itu, diamati perubahan yang terjadi pada sampel.
Cara Kerja Uji Molisch
Sampel A (albumin) dan sampel B (triptofan) masing-masing diambil sebanyak 2ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sampel ditambahkan dengan reagen Molisch masing-masing sebanyak 2ml, lalu ditambah dengan larutan H2SO4 pekat sebanyak 2ml. Setelah itu, diamati perubahan yang terjadi pada sampel.
Cara Kerja Uji Ninhidrin
Sampel A (albumin) dan sampel B (triptofan) masing-masing diambil sebanyak 2ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sampel kemudian ditambahkan dengan reagen Ninhidrin masing-masing sebanyak 2ml, lalu dipanaskan. Setelah dipanaskan, diamati perubahan setiap sampelnya.
Cara Kerja Uji Pengendapan dengan Garam Logam
Sampel A (albumin) dan sampel B (triptofan) masing-masing diambil sebanyak 10ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sampel kemudian ditambahkan dengan larutan CH3COOH 5% masing-masing sebanyak 2ml, lalu divortex. Setelah divortex, setiap larutan sampel kemudian dibagi rata dalam 3 tabung reaksi, masing-masing sekitar 4ml. Tabung pertama berisi 4ml sampel dan ditambah larutan ZnSO4 1%, tabung kedua berisi 4ml sampel ditambah larutan Pb Asetat 1%, dan tabung ketiga berisi 4ml sampel ditambah larutan FeCl3 1%. Setiap tabung kemudian dipanaskan di atas bunsen, lalu diamati perubahan yang terjadi pada sampel.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, berikut adalah tabel hasil uji triptofan pada tabel 1, uji pengendapan garam logam dengan sampel triptofan pada tabel 2, uji pengendapan asam dengan sampel triptofan pada tabel 3, uji albumin pada tabel 4, uji pengendapan garam logam dengan sampel albumin pada tabel 5, uji pengendapan asam dengan sampel albumin pada tabel 6:
Tabel 1. Hasil Pengujian Triptofan
No.
Uji
Warna Awal
Warna Akhir
Keterangan (+ / –)
Gumpalan / endapan
1
Biuret
Putih bening
Biru muda
–
Tidak ada
2
Xantoprotein
Putih bening
Kuning
+
Tidak ada
3
Belerang
Putih bening
Bening
–
Tidak ada
Tabel 2. Pengendapan Garam Logam (Sampel Triptofan)
No.
Uji
Warna Awal
Warna Akhir
Keterangan (+ / –)
Gumpalan / endapan
1
+ ZnSO4 1%
Putih bening
Putih bening
–
Tidak ada
2
+ Pb Asetat 1%
Putih bening
Bening
+
Tidak ada
3
+ FeCl3 1%
Putih bening
Kuning
–
Tidak ada
Tabel 3. Pengendapan Asam (Sampel Triptofan)
No.
Uji
Warna Awal
Warna Akhir
Keterangan (+ / –)
Gumpalan / endapan
1
+ HNO3 5%
Putih bening
Putih bening
–
Tidak ada
2
Adamkiewicz
Putih bening
Putih bening
+
Cincin kuning
3
Molisch
Putih bening
Putih keruh
–
Tidak ada
4
Ninhidrin
Putih bening
Biru
+
Tidak ada
Tabel 4. Hasil Uji Albumin
No.
Uji
Warna Awal
Warna Akhir
Keterangan (+ / –)
Gumpalan / endapan
1
Biuret
Putih keruh
Ungu
+
Tidak ada
2
Xantoprotein
Putih keruh
Putih bening
+
Gumpalan kuning
3
Belerang
Putih keruh
Cokelat
+
Tidak ada
Tabel 5. Pengendapan Garam Logam (Sampel Albumin)
No.
Uji
Warna Awal
Warna Akhir
Keterangan (+ / –)
Gumpalan / endapan
1
+ ZnSO4 1%
Putih keruh
Putih bening
+
Gumpalan putih
2
+ Pb Asetat 1%
Putih keruh
Bening
+
Endapan putih
3
+ FeCl3 1%
Putih keruh
Kuning
+
Gumpalan putih
Tabel 6. Pengendapan Asam (Sampel Albumin)
No.
Uji
Warna Awal
Warna Akhir
Keterangan (+ / –)
Gumpalan / endapan
1
+ HNO3 5%
Putih keruh
Putih keruh
+
Ada
2
Adamkiewicz
Putih keruh
Putih keruh
+
Ada cincin kuning, endapan putih
3
Molisch
Putih keruh
Putih keruh
+
Endapan merah
4
Ninhidrin
Putih keruh
Biru
+
Ada busa
Pembahasan
Protein adalah polimer panjang yang tersusun atas asam-asam amino, yang seringkali disebut sebagai "residu" (terutama selama degradasi protein untuk memastikan sekuens-sekuens asam aminonya) yang terikat secara kovalen oleh ikatan-ikatan peptida. Secara alamiah, terdapat dua puluh jenis asam amino berbeda pada protein. Semua asam amino yang terionisasi secara biologis dengan sempurna, kecuali prolin, memiliki struktur umum seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Karbon-α adalah atom sentral tempat sebuah gugus amino (NH3+) dan sebuah gugus karboksil (COO–) melekat. Seiring meningkatnya pH melebihi kenetralan (pH 7), lingkungan yang semakin basa cenderung menetralisasi gugus-gugus karboksil yang asam dari protein, dan seiring menurunnya pH di bawah kenetralan, lingkungan yang semakin asam cenderung menetralisasi gugus-gugus amino yang basa (Elrod dan Stansfield, 2007).
Gambar 1. Struktur Umum Asam Amino
(Elrod dan Stansfield, 2007)
Uji biuret ini bertujuan untuk mengetahui adanya ikatan peptida dalam suatu larutan. Reaksi biuret positif untuk semua jenis protein dan hasil-hasil antara hidrolisisnya jika masih mempunyai dua atau lebih ikatan peptida, dan negatif untuk asam amino (Sumardjo, 2009). Menurut Pudjaatmaka (2002), reagen biuret merupakan larutan hasil dari kondensasi urea (C2H5O2N3.H2O). Fungsinya, reagen biuret akan menunjukkan ada tidaknya senyawa dengan gugus amnida (-CONH2) dalam larutan. Perlakuan vortex dilakukan untuk menghomogenkan, sehingga sampel dengan reagen biuret dapat bercampur sempurna.
Perubahan yang terjadi pada sampel triptofan adalah terbentuknya warna biru muda dan tidak ada endapan (sebelumnya berwarna putih bening), sedangkan pada albumin terbentuk warna ungu dan tidak ada endapan (sebelumnya berwarna putih keruh). Jika ditinjau dengan teori, hal ini menunjukkan bahwa triptofan bereaksi negatif dengan biuret karena tidak berwarna ungu / merah, sedangkan albumin bereaksi positif karena berwarna ungu. Hal ini dikarenakan biuret bereaksi negatif terhadap asam amino, dan larutan triptofan hanya merupakan asam amino saja dan terdapat sedikit gugus amnida asam, sehingga tidak bereaksi. Reaksi protein dengan Cu2+ pada kondisi basa akan menghasilkan senyawa kompleks berwarna ungu.
Gambar 2. Reaksi Reagen Biuret dengan Protein
(Hart dkk., 2003)
Pada uji xantoprotein, protein yang mengandung residu asam amino dengan radikal fenil dalam struktur kimianya (protein yang mengandung asam amino fenilalanin atau tirosin) jika ditambahkan dengan asam nitrat pekat akan terbentuk gumpalan warna putih. Pada pemanasan, warna gumpalan putih tersebut akan berubah menjadi kuning, yang akhirnya berubah menjadi jingga jika ditambah dengan larutan basa. Sebenarnya, proses ini adalah proses nitrasi inti benzena pada asam amino penyusun protein tersebut (Sumardjo, 2009). Fungsi penambahan larutan HNO3 pekat adalah untuk mempercepat proses reaksi larutan triptofan, sedangkan pemanasan berfungsi untuk mempercepat proses reaksi larutan serta memicu terbentuknya warna kuning.
Berdasarkan percobaan yang dilakukan, terdapat perubahan warna pada kedua sampel. Pada triptofan yang semula berwarna putih bening akan berubah menjadi kuning dan tidak ada endapan, sedangkan pada albumin yang semula berwarna putih keruh berubah menjadi putih bening disertai dengan terbentuknya gumpalan berwarna kuning. Hal ini menunjukkan bahwa kedua sampel bereaksi positif karena keduanya memiliki gugus fenil. Berikut adalah gambar reaksi kimia yang terjadi pada Gambar 3:
Gambar 3. Reaksi Uji Xantoproteat
(Bintang, 2010)
Uji belerang ini memberikan hasil positif terhadap protein yang mengandung asam amino yang memiliki gugus belerang, seperti sistein, sistin, dan metionin. Cara pengujiannya sebagai berikut: larutan protein dan larutan NaOH pekat dipanaskan, kemudian ditambahkan larutan timbal asetat. Jika protein tersebut mengandung belerang, akan terbentuk endapan hitam timbal sulfida (PbS) (Syabana, 2011). Fungsi penambahan NaOH 10% adalah mengubah sulfur organik menjadi non organik dan untuk mengoksidasi sintesis larutan. Pemanasan dengan bunsen bertujuan untuk mempercepat reaksi, sedangkan fungsi kertas saring yang ditetesi Pb asetat adalah untuk memberikan ion Pb2+ yang akan mengindikasi adanya sulfur.
Pada percobaan, tidak ada perubahan yang terjadi pada sampel triptofan, karena larutan saat diteteskan ke kertas saring semula berwarna putih bening tetap bening, dan pada sampel albumin bereaksi positif sebab saat diteteskan ke kertas saring, warna kertas saring menjadi cokelat. Triptofan bereaksi negatif karena di dalamnya tidak mengandung unsur belerang. Albumin dapat bereaksi positif karena mengandung unsur belerang. Berikut adalah reaksi Pb asetat dengan protein:
Pb(CH3COO)2 Pb2+ + 2CH3COO–
Pb2+ + S2- PbS
Atau secara keseluruhan reaksinya:
SH – CH2 – CH(NH3) – COO + NaOH Na2S
Na2S + Pb(CH3COO)2 PbS
Pada uji pengendapan dengan garam logam, larutan garam logam berat seperti larutan perak nitrat, merkuri klorida atau plumbo asetat dapat menggumpalkan larutan protein encer. Gumpalan perak proteinat, misalnya, dapat terjadi apabila larutan protein encer ditambah dengan larutan perak nitrat (Sumardjo, 2009). Dasar reaksi ini adalah penetralan muatan. Pengendapan akan terjadi apabila protein berada pada daerah alkalis terhadap titik isoelektriknya, yang mana protein bermuatan negatif. Adanya ion positif dari logam berat, maka terjadi penetralan dan terjadi garam netral proteinat yang mengendap (Budiman, 2009).
Fungsi penambahan CH3COOH 5% adalah untuk menetralkan larutan yang bersifat basa lemah. Larutan divortex dengan tujuan agar larutan CH3COOH menetralkan secara sempurna larutan yang bersifat basa lemah tersebut. Fungsi penambahan larutan ZnSO4, Pb asetat, dan FeCl3 adalah untuk menetralkan muatan protein dengan ion positif yang dimiliki oleh tiap larutan logam, sehingga dapat terjadi endapan. Pemansan di atas bunsen berfungsi untuk mempercepat proses reaksi.
Saat percobaan dengan sampel triptofan, pada tabung 1 (ditambah ZnSO4 1%) tidak terjadi perubahan warna dan tidak ada endapan, pada tabung 2 (ditambah Pb Asetat 1%) tidak terjadi perubahan warna dan tidak ada endapan, pada tabung 3 (ditambah FeCl3 1%) juga tidak terjadi perubahan warna dan tidak ada endapan. Pada percobaan dengan sampel albumin, pada tabung 1 (ditambah ZnSO4 1%) tidak terjadi perubahan warna dan terbentuk gumpalan putih, pada tabung 2 (ditambah Pb Asetat 1%) tidak terjadi perubahan warna dan terbentuk endapan putih, pada tabung 3 (ditambah FeCl3 1%) juga tidak terjadi perubahan warna dan terbentuk gumpalan putih. Triptofan tidak bereaksi karena triptofan bukan protein, tetapi hanya asam amino saja, sedangkan albumin dapat bereaksi karena albumin merupakan protein. Reaksinya adalah sebagai berikut:
Protein + CH3COOH protein asetat + H+
Protein asetat + H+ + ZnSO4 Zinc proteinat (endapan) + H2SO4
Protein asetat + H+ + Pb Asetat Pb proteinat (endapan) + CH3COOH
Protein asetat + H+ + FeCl3 Fe proteinat (endapan) + HCl
Pada uji pengendapan dengan asam, uji ini digunakan untuk mendeteksi ada tidaknya protein dalam larutan triptofan. Fungsi dari penambahan larutan HNO3 5% adalah untuk mendenaturasi protein atau mengendapkan protein dengan cara perlakuan perubahan pH secara drastis dan juga untuk memurnikan protein (mendapatkan jenis protein dari suatu bahan) atau mengidentifikasi sifat protein. Pada percobaan ini, sampel triptofan bereaksi negatif karena tidak menunjukkan perubahan warna serta tidak terbentuk endapan, sedangkan albumin bereaksi positif karena terbentuk endapan. Hal ini menjelaskan bahwa albumin adalah protein, sementara triptofan hanya asam amino saja. Reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut:
2R – CH(NH2) – COOH + HNO3 2R – CH(NH3) – COOH + NO2 + H2O
Uji Adamkiewicz digunakan untuk mengetahui terjadinya asam glioksilat. Fungsi penambahan larutan CH3COOH glasial adalah sebagai reagen yang akan membentuk asam glioksalat dan untuk mengikat atom-atom pada larutan sehingga larutan dalam suasana asam. Penambahan larutan H2SO4 pekat berfungsi sebagai katalis untuk mempercepat kondensasi dan diteteskan perlahan lewat dinding tabung agar terbentuk cincin. Pada saat percobaan, kedua sampel menghasilkan cincin berwarna kuning dan pada albumin terdapat gumpalan. Jika disesuaikan dengan teori, keduanya bereaksi negatif sebab larutan yang terbentuk tidak berwarna ungu/violet. Hal ini disebabkan saat meneteskan larutan H2SO4 tidak hati-hati, maka larutannya mengendap.
Uji Molisch digunakan untuk mendeteksi adanya karbohidrat dalam larutan. Prinsipnya, larutan protein majemuk yang mempunyai radikal prostetik karbohidrat, yaitu glikoprotein atau mukoprotein, pada penggojlokannya secara hati-hati dengan larutan alfanaftol dalam alkohol dan asam sulfat pekat akan membentuk larutan berwarna violet (Sumardjo, 2009). Reaksi molisch ini didasari oleh reaksi dehidrasi karbohidrat oleh asam sulfat sehingga terbentuk cincin furfural yang berwarna ungu. Bahan utama dalam reaksi molisch adalah peraksi Molisch atau reagen molisch.
Fungsi penambahan H2SO4 pekat dalam reaksi Molisch (dapat digantikan asam kuat lainnya) adalah untuk menghidrolisis ikatan pada sakarida sehingga menghasilkan cincin furfural. Furfural ini kemudian akan bereaksi dengan reagen Molisch, α-naphthol akan membentuk cincin yang berwarna ungu. Tidak ada perubahan yang terjadi pada sampel triptofan, pada albumin dari warna awal larutan bening berubah menjadi adanya endapan cokelat di dasar tabung. Hal ini menjelaskan bahwa triptofan bereaksi negatif, sedangkan albumin yang bereaksi positif seharusnya terbentuk cincin ungu, tetapi karena tidak hati-hati saat menambahkan H2SO4 maka mengendap. Reaksinya adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Reaksi Uji Molisch pada Protein
Uji Ninhidrin digunakan untuk mengetahui adanya asam amino secara kumulatif dan menetapkan konsentrasinya dalam larutan. Fungsi dari penambahan reagen ninhidrin adalah sebagai oksidator yang beraksi dengan semua asam amino alpha yang menghasilkan senyawa berwarna biru. Pemanasan dilakukan untuk memutuskan ikatan peptida. Perubahan yang terjadi pada sampel triptofan dan albumin adalah warna awal larutan adalah bening kemudian berubah menjadi biru. Perubahan ini menunjukkan reaksi positif karena triptofan dan albumin adalah asam amino. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Gambar 5. Reaksi Uji Ninhidrin pada Protein
(Hart dkk., 2003)
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
Sifat protein antara lain jika terlarut dapat menghasilkan ion positif dan negatif, dapat terdenaturasi, dan mempunyai viskositas yang relatif besar daripada pelarutnya.
Uji yang digunakan antara lain uji biuret (triptofan bereaksi negatif, albumin bereaksi positif), uji xantoprotein (triptofan dan albumin bereaksi positif), uji belerang (triptofan bereaksi negatif, albumin bereaksi positif), uji pengendapan dengan garam logam (triptofan bereaksi negatif, albumin bereaksi positif), uji pengendapan dengan asam (triptofan bereaksi negatif, albumin bereaksi positif), uji Adamkiewicz (triptofan dan albumin bereaksi positif), uji Molisch (triptofan bereaksi negatif, albumin bereaksi positif), dan uji Ninhidrin (triptofan dan albumin bereaksi positif).
DAFTAR PUSTAKA
Bintang, M. 2010. Biokimia Teknik Penelitian. Erlangga, Jakarta.
Campbell, N.A., Reece, J.B., dan Mitchell, L.G. 2002. Biologi Edisi Kelima Jilid
1. Erlangga, Jakarta.
Chang, R. 2008. Kimia Dasar Jilid 2 Edisi Ketiga. Erlangga, Jakarta.
Elrod, S.L, dan Stansfield, W.D. 2007. Schaum's Outlines: Genetika Edisi
Keempat. Erlangga, Jakarta.
Fearon, W.R. 1920. A Study of Some Biochemical Tests No.2: The Adamkiewicz
Protein Reaction. The Mechanism of The Hopkins-Cole Test for
Tryptophan. A New Colour Test for Glyoxylic Acid. Biochemical Journal,
14(5): 548–564.
Hart, H., Craine, L.E., dan Hart, D.J. 2003. Kimia Organik: Suatu Kuliah Singkat.
Erlangga, Jakarta.
Marzuki, I., Amirullah, dan Fitriana. 2010. Kimia dalam Keperawatan. Pustaka
As Salam, Sulawesi Selatan.
Simanjuntak, M.T. dan Silalahi, J. 2003. Penuntun Praktikum Biokimia.
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/3617/3/farmasi-
mtsim2.pdf.txt. Diakses tanggal 25 April 2015.
Sitompul, S. 2004. Analisis Asam Amino Tepung Ikan dan Bungkil Kedelai.
Jurnal Teknik Pertanian, 9(1): 33-37.
Sumardjo, D. 2009. Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah Mahasiswa
Kedokteran dan Program Strata I Fakultas Bioeksakta. Buku Kedokteran
EGC, Jakarta.
Syabana, M.F. 2011. Sifat Asam Amino.
http://nurul.kimia.upi.edu/arsipkuliah/web2011/0800521/sifatasamamino.h
tml. Diakses tanggal 23 April 2015.
LAMPIRAN
Sampel albumin Sampel triptofan Uji Biuret (albumin)
(Dok. Pribadi) (Dok.Pribadi) (Dok.Pribadi)
Uji Biuret (Triptofan) Uji Xantoprotein Uji Xantoprotein (albumin)
(Dok. Pribadi) (sebelum dipanaskan) (setelah dipanaskan)
(Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi)
Uji Xantoprotein (Triptofan) Uji Belerang Uji Belerang (albumin)
(setelah dipanaskan) (ditambah NaOH) (setelah dipanaskan)
(Dok.Pribadi) (Dok.Pribadi) (Dok.Pribadi)
Uji Belerang (triptofan) Uji Belerang (albumin) Uji Belerang (triptofan)
(setelah dipanaskan) (di kertas saring) (di kertas saring)
(Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi)
Uji Pengendapan Uji Pengendapan Uji Adamkiewicz
dengan asam (albumin) dengan asam (triptofan) (triptofan)
(Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi)
Uji Adamkiewicz Uji Molisch Uji Molisch (albumin)
(albumin) (ditambah H2SO4 pekat) (Dok.Pribadi)
(Dok.Pribadi) (Dok.Pribadi)
Uji Molisch Uji Ninhidrin (albumin) Uji Ninhidrin (triptofan)
(Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi)
Uji Pengendapan Uji Pengendapan Uji Pengendapan
Garam Logam Garam Logam Garam Logam
(albumin divortex) (triptofan divortex) (albumin + ZnSO4)
(Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi)
Uji Pengendapan Uji Pengendapan Uji Pengendapan
Garam Logam Garam Logam Garam Logam
(albumin + Pb Asetat) (albumin + FeCl3) (triptofan + ZnSO4)
(Dok. Pribadi) (Dok.Pribadi) (Dok. Pribadi)
Uji Pengendapan Garam Logam Uji Pengendapan Garam Logam
(triptofan + Pb Asetat) (triptofan + FeCl3)
(Dok. Pribadi) (Dok. Pribadi)
