Post on 21-Jan-2016
description
RINGKASAN MATERI
Asam amino adalah sembarang senyawa organik yang memiliki gugus fungsional
karboksil (-COOH) dan amina (biasanya -NH2). Dalam biokimia seringkali pengertiannya
dipersempit: keduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang sama (disebut atom C "alfa"
atau α). Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa.
Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan
basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu
menjadi zwitter-ion. Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari
karena salah satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun
protein.
Struktur asam amino
(http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_amino)
Peptida adalah kombinasi dari asam amino di mana gugus α- amino (-NH3) dari satu
asam bersatu dengan kelompok α-karboksilat (-CO2H) dari yang lain melalui ikatan amida
Asam amino asam amino peptida
(Michael s. Matta.1996.hal:559)
+H2O
A. KLASIFIKASI ASAM AMINO
Dari sekitar 80 jenis asam amino yang dite-mukan di alam, tubuh manusia hanya
membutuhkan seperempatnya untuk menjalankan ratusan fungsi dalam tubuh. Mulai dari
memastikan bahwa pembelahan sel terjadi dengan sempurna, fungsi-fungsi metabolisme,
memelihara daya ingat, pertumbuhan hingga penyembuhan.Macam-macam asam amino
tersebut dapat di klasifikasikan sebagai berikut:
1.Berdasarkan polaritas kandungan gugus R
Gugus R nonpolar :
Alanin isoleusin leusin metionin fenilalamin prolin triptofan valin
Gugus R polar tetapi tidak bermuatan
Asparagin sistein glutamin glisin serin treonin tiroksin
Gugus R bermuatan negatif :
Asam aspartat asam glutamat
Gugus R bermuatan positif
Lisin arginin histidin
2.Berdasar di produksi tidaknya di dalam tubuh
Asam Amino non-essensial yang diproduksi tubuh antara lain:
1. Tirosin;
2. Sistein;
3. Serin.
4. Prolin
5. Glisin
6. Asam glutamate
7. Asam aspartat
8. Ariginin
9. Alanin
10. Histidin
11. Glutamin
12. Asparagin
Asam Amino esensial yang tidak di produksi oleh tubuh, antara lain sebagai
berikut:
1. Triptofan;
2. Treonin
3. Metionin
4. Lisin
5. Leusin
6. Isoleusin;
7. Fenilalanin
8. Valin
(http://supersuga.wordpress.com/2010/03/23/asam-amino/)
B. SIFAT ASAM AMINO
1. Memiliki titik isoelektrik = pH ketika asam amino berada dalam bentuk
dipolar dan tidak memiliki muatan bersih
2. Bersifat amfoterik = berperilaku sebagai asam dan mendonasikan proton pada basa kuat,
atau dapat juga berperilaku sebagai basa dan menerima proton dari asam kuat
3. Dapat membentuk ion switter = membentuk ion positif maupun ion negatif
(http://www.scribd.com/Asam-Amino/d/7801107)
Asam amino berbeda dalam sifat-sifat asam-basanya
No Asam amino pK’1
-COOH
pK’2
–NH3+
pK’R
Gugus R
1 GLISIN 2,34 9,6
2 ALANIN 2,34 9,69
3 LEUSIN 2,36 9,60
4 SERIN 2,21 9,15
5 TREONIN 2,63 10,43
6 GLUTAMIN 2,17 9,13
7 ASAM ASPARTAT 2,09 9,82 3,86
8 ASAM GLUTAMAT 2,19 9,67 4,25
9 HISTIDIN 1,82 9,17 6,0
10 SISTEIN 1,71 10,78 8,33
11 TIROSIN 2,20 9,11 10,07
12 LISIN 2,18 8,95 10,53
13 ARGININ 2,17 9,04 12,48
Kesimpulan umum dapat di buat mengenai tingkahlaku asam-basa dari ke-20 asam amino
baku.Untuk tujuan praktis,hanya histidin satu-satunya yang mempunyai daya buffer yang
nyata pada daerah ph cairan antar sel dan darah.gugus R histidin mempunyai pK’ 6,0, yang
membuatnya berdaya buffer nyata pada pH 7.Semua asam amino lain mempunyai harga pK’
yamg terlalu jauh dari pH 7 untuk dapat menjadi buffer efektif pada ph ini.
Muatan listrik asam amino
pH=1/2 [pK’1 + pK’2] =6,02 (alanin)
merupakan pH isoelektrik atau titik elektrik yaitu pH bersifat netral dan tidak akan mengion
di dalam medan listrik.Pada setiap pH di atas titik isoelektrik mempunyai muatan
negatif,dan karenanya akan bergerak ke arah elektrode positif(anoda) jika di tempatkan pada
suatu medan listrik,begitu sebaliknya pada setiap ph di bawah titik isoelektrik bermuatan
positif dan akan bergerak menuju ekektroda negatif(katoda).
( Lehninger.1982.hal:120-122)
C. REAKSI KIMIA DAN ANALISIS ASAM AMINO
1.Analisa asam Amino
Analisa asam amino terbagi menjadi 2 yaitu :
1. Analisa kualitatif
2. Analisa kuantitatif
Analisa kualitatif adalah suatu analisa yang bersifat induktif dan berkelanjutan yang
tujuan akhirnya menghasilkan pengertian-pengertian, konsep-konsep dan pembangunan
suatu teori baru.Atau dengan kata lain analisa kualitatif adalah analisa berdasarkan apa yang
kita lihat atau kita amati. Misalnya uji asam amino dalam sampel makanan dengan
menggunakan reaksi spesifik ninhidrin. Lalu mengamati warna-warna yang dihasilkan dari
percobaan pengamatan tersebut. Untuk hasil positif mengandung asam amino yaitu
menghasilkan warna ungu.Hasil warna merupakan hasil analisa kualitatif.
Analisa kuantitatif adalah suatu analisa yang bersifat deduktif, uji empiris teori yang
dipakai dan dilakukan setelah selesai pengumpulan data secara tuntas dengan menggunakan
sarana statistic. Misalnya untuk menjawab pertanyaan berapa kadar asam amino yang
terkandung dalam sampel makanan tersebut ? . Penentuan kadar merupakan analisa
kuantitatif.
Tahap pertama dalam menentukan struktur suatu protein tertentu adalah dengan
menghirolisa protein itu menjadi komponen asam amino nya , lalu menentukan jumlah tiap-
tiap asam amino. Untuk memisahkan, mengidentifikasi dan mengukur secara kuantitatif
jumlah tiap- tiap asam amino di dalam campuran, diperlukan metoda yang dapat
mempermudah hal ini, terutama elektroforesis dan khromatografy penukaran ion . Kedua
metoda ini memanfaatkan perbedaan dalam tingkah laku asam-basa dari asam amino yang
berbeda , yakni perbedaan dalam tanda dan besar muatan listrik total pada pH tertentu, yang
dapat diduga dari nilai pK’ dan kurva titrasi.
Namun masih terdapat lagi metoda kromatografi yang dapat digunakan dalam
melakukan uji kualitatif asam amino yaitu kromatografi kertas dan kromatografi lapis tipis.
Namun untuk kromatogarafi lapis tipis dan kromatografi penukaran ion juga termasuk
kedalam analisa kuantitatif.
Elektroforesis Kertas Memisahkan Asam- Amino Berdasarkan Muatan Listrik
Metoda yang paling sederhana untuk memisahkan asam amino adalah elektroforesis
kertas. Setetes larutan dari campuran asam amino ditempatkan pada selembar kertas filter
yang telah dibasahi oleh buffer pada pH tertentu. Medan listrik dengan tegangan tinggi
diberikan pada kertas tersebut. Karena perbedaan nilai pK’, asam amino akan bermigrasi
menuju arah yang berbeda dan pada kecepatan yang berbeda disepanjang kertas, tergantung
pada pH system buffer dan tegangan listrik yang dipergunakan . Contoh nya pada pH 1,0,
histidin, arginin, dan lisin mempunyai muatan +2 dan bergerak lebih cepat menuju katoda
bermuatan negative dibandingkan dengan asam amino lainnya yang mempunyai muatan +1.
Pada pH 6,0 , asam amino bermuatan positif (lisin, arginin, histidin)bergerak menuju
katoda , dan asam amino bermuatan negative (asam aspartat dan asam glutamate) menuju
anoda. Semua asam amino lain akan tinggal pada atau dekat titik asal, karena senyawa ini
tidak mempunyai gugus mengion selain dari gugus α-amino dan α-karboksil, dan
karenanya , mempunyai titik isoelektrik yang hampir sama seperti ditentukan dari nilai pK’1
dan pK’2 . Untuk menetapkan letak asam amino pada kertas, dilakukan pengeringan dan
penyemprotan dengan nihidrin dan pemanasan. Spot warna biru atau ungu, masing- masing
menunjukkan adanya asam amino, akan muncul pada kertas.
Kromatografi Penukar Ion Merupakan Proses pemisahan yang Lebih Berguna
Kromatografi penukar ion merupakan metoda yang paling banyak digunakan untuk
memisahkan, mengidentifikasi dan menghitung jumlah tiap-tiap asam amino didalam suatu
campuran . Metoda ini memanfaatkan perbedaan dalam tingkah laku asam-basa dari asam
amino. Kolom kromatografi terdiri dari tabung panjang yang diisi dengan granula resin
sintetik yang mengandung gugus yang bermuatan tetap. Resin dengan gugus anion tertentu
disebut resin penukar kation,resin dengan gugus kation tertentu disebut resin penukar anion
. dalam bentuk kromatografi penukar ion yang paling sederhana , asam amino dapat
dipisahkan pada kolom resin penukar kation. Dalam hal ini, gugus anion terikatnya,
misalnya gugus asam sulfonat (‒SO3- ), pertama-tama diberi bermuatan dengan Na+. Larutan
asam (pH 3,0 ) dari campuran asam amino yang akan dianalisa dituangkan ke dalam kolom
dan dibiarkan tersaring secara berlahan-lahan. Pada pH 3,0 sebagian besar asam amino
berbentuk kation dengan muatan total positif, tetapi senyawa ini berbeda didalam tingkat
mengionnya. Pada saat campuran mengalir melalui kolom, asam amino bermuatan positif
akan menukar ion Na+, yang berikatan dengan gugus tetap ‒SO-3 pada partikel resin. Pada
pH 3,0 asam amino yang bermuatan paling positif ( lisin, arginindan histidin) akan menukar
Na+, pertama-tama dari resin, lalu akan terikat paling kuat pada resin.
Asam amino yang pada pH 3,0 bermuatan positif paling kecil ( asam glutamat dan
asam aspartat) akan terikat paling lemah. Semua asam amino yang lain akan mempunyai
muatan positif diantara kedua ekstrim. Asam amino yang berbeda , akan bergerak ke bawah
kolom resin pada kecepatan yang berbeda , yang tergantung terutama pada nilai pK’, tetapi
juga sebagian bergantung pada adsorpsi atau kelarutannya di dalam partikel resin. Asam
glutamat dan aspartat akan bergerak ke bawah kolom pada kecepatan paling tinggi , karena
ikatan senyawa ini dengan resin paling lemah pada pH 3,0 sedangkan lisin, arginin, dan
histidin akan bergerak paling lambat . Fraksi- fraksi kecil pada beberapa milliliter, masing-
masing akan dikumpulkan dari bagian bawah kolom dan dianalisa secara kuantitatif .
Seluruh prosedur tlah di otomasikan, sehingga pencucian, pengumpulan fraksi, analisa tiap
fraksi , dan pencatatan data dilakukan secara otomatis didalam analisa asam amino.
Gambar dibawah ini memperperlihatkan kromatografi dari campuran asam amino
(Lehninger.1982.hal:122-125)
Gambar.kromatografi kolom
Kromatografi kertas sebagai penyerap digunakan sehelai kertas dengan susunan
serabut dan tebal yang sesuai. Mekanisme pemisahan dengan kromatografi kertas prinsipnya
sama dengan mekanisme pada kromatografi kolom. Adsorben dalam kromatografi kertas
adalah kertas saring, yakni selulosa. Sampel yang akan dianalisis ditotolkan ke ujung kertas
yang kemudian digantung dalam wadah. Kemudian dasar kertas saring dicelupkan kedalam
pelarut yang mengisi dasar wadah. Fasa mobil (pelarut) dapat saja beragam. Air, etanol,
asam asetat atau campuran zat-zat ini dapat digunakan.
Kromatografi kertas diterapkan untuk analisis campuran asam amino dengan sukses besar.
Karena asam amino memiliki sifat yang sangat mirip, dan asam-asam amino larut dalam air
dan tidak mudah menguap (tidak mungkin didistilasi), pemisahan asam amino adalah
masalah paling sukar yang dihadapi kimiawan di akhir abad 19 dan awal abad 20. Jadi
penemuan kromatografi kertas merupakan berita sangat baik bagi mereka.
Kromatografi kertas dua-dimensi (2D) menggunakan kertas yang luas bukan lembaran kecil,
dan sampelnya diproses secara dua dimensi dengan dua pelarut.
http://pisassakienah.wordpress.com/2009/10/09/kromatografi/)
Kromatografi lapis tipis digunakan untuk memisahkan komponen-komponen atas
dasar perbedaan adsorpsi atau partisi oleh pase diam dibawah gerakan pelarut pengembang.
Pada dasarnya KLT sangat mirip dengan kromatografi kertas , terutama pada cara
pelaksanaannya. Perbedaan nyatanya terlihat pada fase diamnya atau media pemisahnya,
yakni digunakan lapisan tipis adsorben sebagai pengganti kertas.
Bahan adsorben sebagai fasa diam dapat digunakan silika gel, alumina dan serbuk
selulosa. Partikel selika gel mengandung gugus hidroksil pada permukaannya yang akan
membentuk ikatan hidrogen dengan molekul polar air. Fase diam untuk kromatografi lapis
tipis seringkali juga mengandung substansi yang mana dapat berpendarflour dalam sinar
ultra violet. Fase gerak merupakan pelarut atau campuran pelarut yang sesuai.
3. REAKSI KIMIA SPESIFIK ASAM AMINO
Reaksi asam amino mencirikan gugus fungsional yang terkandung. Semua asam
amino mengandung gugus aminodan karboksil. Senyawa ini akan memberikan reaksi kimia
yang mencirikan gugus-gugus ini . Sebagai contoh , gugus amino dapat memberikan reaksi
asetilasi dan gugus karboksil esterifikasi.
1. REAKSI GUGUS KARBOKSIL
a. Gugus karboksil suatu asam amino dapat membentuk ester dengan adanya
alcohol
b. Dalam sebuah molekul protein, gugus karboksil suatu asam amino berikatan
dengan gugus amino dari asam amino lainnya melalui ikatan peptida.
Dalam sel hidup, sintesisikatan peptida ini melalui jalan yang rumit, namun
untuk mudahnya dapat digambarkan sebagai berikut :
Suatu peptida yang terdiri dari dua atau lebih ikatan peptida bereaksi dengan Cu2+
dalam larutan basadan membentuk kompleks berwarna biru- ungu. Reaksi ini
dikenal dengan sebagai reaksi Biuret, dan merupakan dasar dari penentuan
protein secara kuantitatif.
c. Dekarboksilasi gugus karboksil
Gugus karboksil asam amino dapat terdekarboksilasi baik secara kimia maupun
secara biologis sehingga terbentuk amina. Contohnya adalah pembentukan
histamin dan histidin. Histamin merangsang pengaliran cairan gastrium ke usus
besar dan terlibat dalam reaksi alergi.
2. REAKSI GUGUS AMINA
1. Reaksi dengan HNO2
Gugus amina dapat bereaksi dengan zat pengoksidasi kuat HNO2 untuk
melepaskan N2 yang kemudian dapat ditentukan secara manomerik.
Reaksi ini dipakai untuk perkiraan jumlah gugus α-amina yang terdapat pada
asam amino, peptida , atau protein. Tetapi asam amino prolin dan hidroksil
prolintidak dapat bereaksi dengan HNO2 sedangkan gugus α-amina pada lisin
hanya dapat bereaksi secara lamban . Reaksi ini menjadi dasar dari cara
penentuan protein kasar pada metoda Kjeldahl.
2. Reaksi nindidrin
Gugus amina dapat bereaksi dengan pereaksi ninhidrin membentuk amonia ,
CO2, dan aldehida. Reaksi ninhidrin dipakai sebagai dasar untuk penentuan
kuantitas asam amino. Warna biru menunjukkan secara khas gugus amino. Tetapi
prolin dan hidroksi prolin yang mempunyai gugus amina sekunder menghasilkan
warna kuning. Sedang asparagin yang mengandung gugus amida bebas bereaksi
membentuk warna cokelat. pada kondisi yang sesuai intensitas warna yang
dihasilkan dapat dipergunakan untuk mengukur konsentrasi asam amino secara
kalorimetrik. Metoda ini sangat sensitif pada pengukuran konsentrasi.
3. Reaksi dengan 1-fluoro-2,4-dinitrobenzena ( FDNB )
Dalam reaksi ini terbentuk derivat asam amino 2,4-dinitrofenil yang berwarna
kuat. Senyawa FDNB bereaksi dengan gugus aminoyang bebas pada ujung NH2-
terminal suatu polipeptida , dengan gugus E-amino dari asam amino lisin begitu
juga gugus amino dalam asam amino bebas. Alian
4. Reaksi dengan dansil klorida
Gugus amina pada asam amino atau pada peptida bereaksi dengan dansil klorida
( 1-dimetilaminonaftalen klorida ) membentuk derivat asam amino dansil. Gugus
dansil ini berfluoresensi sehingga asam amino yang sangat sedikit dapat
ditentukan dengan cara ini.
5. Reaksi dengan formal dehida ( Sӧrenson formal titration )
Formaldehida menutup gugus amino dan membentuk kompleks asam amino
formaldehida, sehingga gugus karboksilnya yang bebas dapat didititrasi.
Indikator yang dipakai adalah fenolftalein dan timolftalein.
6. Diantara reaksi gugus aminoyang sangat penting adalah reaksi yang ditemukan
oleh Edman. Dia telah mencoba memodifikasi reaksi isotianat dengan amina
demikian rupa sehingga modifikasi ini dapat dipakai untuk degradasi rantai
polipeptida dan untuk identifikasi terminal –NH2 pada peptida. Dalam prosedur
edman ini, fenilisotiosianat bereaksi dengan α-asam amino membentuk asam
amino feniltiokarbamoil. Jika diberi larutan nitrometan, asam amino
feniltiokarbamoilberubah menjadi bentuk siklik yaitu feniltiohidantoin. Senyawa
ini tidak berwarna, dapat dipisahkan dengan mudah dan kemudian
diidentifikasikan dengan kromatografi. Reaksi edman sering digunakan untuk
identifikasi terminal NH2 asa amino suatu polipeptida.
3. REAKSI GUGUS R
Beberapa asam amino mempunyai gugus R yang dapat mengion. Contohnya ialah
sistein, tirosin, dan histidin. Reaksi lain yang sangat penting adalah secara biologis
ialah reaksi gugus R pada serin dan sistein.
Gugus –SH pada sistein juga dapat bereaksi secara aktif, misalnya pada
pembentukan asam amino sistin. Ikatan disulfida yang berasal dari gugus –SH sistein
banyak terdapat dalam protein. Misalnya pada molekul insulin yang aktif ada 3
ikatan disulfida dimana 2 diantaranya menjadi jembatan antara 2 rantai polipeptida.
Enzim ribonukleasemempunyai 4 ikatan disulfide antara 4 pasang residu sistein dan
kalau ikatan ini rusak maka enzim menjadi tidak aktif.
(Aisjah girindra.1990.hal:73-76)