Praktikum Biokimia "Reaksi Uji Terhadap Asam Amino"

REAKSI UJI TERHADAP ASAM AMINO

I.               Nomor Pecobaan         : I

II.            Tanggal Percobaan        : 27 Februari 2013

III.         Judul Percobaan            : Reaksi Uji Terhadap Asam amino

IV.         Tujuan percobaan          : Untuk mengetahui uji positif dan negatif terhadap asam amino.

V.            Dasar Teori

Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus –NH₂ pada atom karbon α dari posisi gugus –COOH. Dari rumus umum tersebut dapat dilihat bahwa atom karbon α ialah atom karbon asimetrik, kecuali bila R ialah atom H. Oleh karena itu asam amino juga memiliki sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi atau aktivitas optik. Rumus molekul dapat digambarkan dengan model bola atau batang dengan rumus proyeksi Fischer. Oleh karena atom karbon itu asimetrik, maka molekul asam amino mempunyai dua konfigurasi D dan L. Hal ini dapat dibandingkan dengan konfigurasi molekul monosakarida (Poedjiadi, 1994).

Rumus struktrur dari asam amino secara umum adalah:

Gambar 1 : Struktur umum asam amino

Asam amino paling sederhana adalah asam aminoasetat (H₂NCH₂COOH), yang disebut glisin, yang tidak memiliki rantai samping dan karena itu tidak mengandung satu karbon kiral. Semua asam amino lain memiliki rantai samping, dan karena itu karbon a-nya bersifat kiral.

Asam amino dapat pula terdapat dalam protein. Semua asam amino (20) yang ditemukan pada protein mempunyai ciri yang sama, gugus karboksil dan gugus amino diikat pada atom karbon yang sama. Masing-masing berbeda satu dengan yang lainnya pada rantai sampingnya, atau gugus R, yang bervariasi dalam struktur, ukuran muatan listrik dan kelarutan di dalam air. Ke-20 asam amino pada protein seringkali dipandang sebagai asam amino baku, utama, atau normal, untuk membedakan molekul-molekul ini dari jenis-jenis asam amino lain yang ada pada organisme hidup, tetapi tidak terdapat di dalam protein. Asam amino baku dapat dinyatakan dengan singkatan tiga huruf atau lambang satu huruf yang digunakan secara ringkas untuk menunjukkan komposisi dan urutan asam amino di dalam rantai polipeptida.

Susunan Asam Amino

Struktur asam amino yang terdapat dalam protein ditemukan dalam bentuk ionik. Warna hitam menunjukkan bagian yang umum pada semua asam amino pada protein (kecuali prolin).

Asam amino satu dengan yang lainnya akan bersambung membenrtuk struktur primer protein oleh ikatan peptida. Susunan asam amino menentukan sifat struktur sekunder dan tersier. Hal ini akan mempengaruhi secara bermakna sifat-sifat fungsiu protein makanan dan perilakuknya selama pemrosesan. Dari 20 asam amino, hanya 8 asam amino yang merupakan asam amino esensial yang terdapat dalam protein dan ketersediaannya menentukan kualitas gizi protein. Pada umumnya, kualitas protein hewan lebih tinggi daripada kualitas protein tumbuhan. Protein tumbuhan dapat ditingkatkan mutu gizinya dengan pencampuran secara bijaksana atau dengan modifikasi genetik melalui persilangan.

Semua asam amino yang ditentukan pada protein mempunyai ciri yang sama, gugus karboksil, dan gugus amino diikat pada atom karbon yang sama. Masing-masing berbeda satu dengan yang lain pada rantai samping atau gugus R, yang bervariasi dalam struktur, ukuran, muatan listrik, dan kelarutan dalam air. Kedua puluh sama amino pada protein sering kali dipandang sebagai asam amino baku, utama atau normal untuk membakar. Molekul-molekul ini dari jenis-jenis asam amino lain yang ada pada organisme hidup, tetapi tidak terdapat di dalam protein. Asam amino baku dapat dinyatakan dengan singkatan tiga huruf atau lambang satu huruf yang digunakan sebagai cara ringkas untuk menunjukkan  komposisi dan urutan asam amino di dalam rantai polipeptida.

Asam amino pertama kali ditemukan adalah asparagin, pada tahun 1806. sedangkan asam amino yang terakhir adalah treonin, yang  belum teridentifikasi hingga tahun 1938. semua asam amino memiliki nama biasa atau umum, yang kadang-kadang diturunkan dari sumber pertama-pertama molekul ini diisolasi.

Di dalam larutan, asam amino terisolasi dan bersifat sebagai asam atau basa. Pengetahuan mengenai sifat-sifat asam basa dari asam amino sangat penting di dalam pengertian pengetahuan mengenai sifat protein. Seni pemisahan, identifikasi dan kuantifikasi asam amino yang berbeda, yang merupakan tahap penting dalam menentukan komposisi dan urutan asam amino dari molekul protein, didasarkan atas tingkah laku asam basa yang khas.

Asam-asam -amino yang mempunyai gugus amino tunggal dan gugus akroboksil tunggal mengkriskal dari larutan netral dalam bentuk ion penuh, yang disebut ion polar atau zwiterion. Walaupun ion polar bersifat netral dan tidak bergerak di dalam medan listrik, ion ini mempunyai muatan listrik yang berlawanan pada kedua kutubnya.

Sifat asam amino dalam larutan, maka ia akam terionisasi dan dapat bersifat sebagai asam atau basa. Sifat-sifat asam dan basa ini sangat penting didalam pengertian pengetahuan mengenai sifat protein. Hal ini sangat penting diterapkan dalam seni pemisahan, identifikasi, dan kuatifikasi asam amino yang berbeda, yaitu dalam hal menentukan komposisi dan urutan asam amino dari  molekul protein, yang didasarkan atas tingkah laku asam basa yang khas.

Hampir semua asam amino baku, keculai satu mempunyai atom karbon asimetrik,  karbon, yang mengikat empat gugus substituen yang berbeda, yakni, gugus karboksil, gugus amino, gugus R, dan atom Hidrogen. Atom  karbon asimetrik karenanya, merupakan pusat khiral. Seperti yang telah diketahui, senyawa dengan pusat khiral terdapat dua bentuk isomer yang berbeda, yang bersifat identik dalam semua sifat kimia dan fisiknya, kecuali satu, yakni arah perputaran sinar terpolarisasi didalam polarimeter. Kesemua dari 20 asam amino yang diperoleh dari hidrolisa protein dengan kondisi yang cukup ringan, bersifat optik aktif; yakni senyawa-senyawa ini dapat memutar sinar bidang polarisasi meuju ke suatu arah atau kebalikannya. Karena susunan tetrahedral ikatan valensi disekitar atom  karbon pada asam amino, keempat gugus substituen yang berbeda ini dapat menempati dua susunan yang berbeda dalam ruang, yang merupakan bayanngan cermin yang tidak saling menutupi sesamanya. Kedua bentuk ini dinamakan isomer optik, enensiomer, atau stereoisomer.

Dan bila protein dilarutkan ke dalam larutan asam atau basa kuat, maka unit pembangun asam amino dibebaskan dari ikatan kovalen yang menghubungkan molekul-molekul ini menjadi rantai. Asam amino yang bebas yang terbentuk merupakan molekul yang relatif kecil, dan struktur masing-masing telah diketahui.

Klasifikasi asam amino

Cara yang digunakan untuk mengklasifikasikan asam amino ada beberapa. Misalnya cara yang mendasar pada jumlah gugus karbonil dan gugus asam amino yang dikandung senyawa itu. Cara lain ialah yang mendasar pada sifat gugus R. Pemilahan asam amino yang demikian itu erat hubungannya dengan struktur konfigurasi protein. Sebagai contoh : protein yang sebagian besar tediri dari glisin , dengan gugus R adalah H, maka protein tadi struktur konfigurasinya sangat sederhana. Bentuknya kan sangat berbeda andai kata protein tadi tersusun oleh asam amino yang mengandung R bermuatan. Gugus R yang bermuatan tadi dalam rantai polipeptida akan saling menolak atau mengikat sehingga rantai tadi melipat dan cenderung membentuk melipat globula.

Struktur ke-20 asam amino dibagi menjadi 4 golongan, yaitu: (1) golongan dengan gugus R nonpolar atau hidrofobik, (2) golongan dengan gugus R polar, tetapi tidak bermuatan, (3) golongan dengan gugus R bermuatan negatif, (4) golongan dengan gugus R bermuatan positif.

Delapan Asam Amino Mempunyai Gugus Nonpolar

Gugus R  di dalam golongan ini merupakan hidrokarbon. Lima asam amino dengan gugus R alifatik (alanin, valin, leusin, isoleusin, dan prolin), dua dengan lingkaran aromatik (fenilalanin dan triptofan), dan satu yang mengandung sulfur (metionin). Kelarutan asam amino golongan ini kurang bila dibandingkan dengan golongan asam amino yang mempunyai gugus polar yang tidak bermuatan. Hal itu disebabkan oleh gugus R yang tidak polar. Hidrofobik adalah sifat golongan ini. Hidrofobik ada;ah sifat fobi terhadap air dan bilamana asam amino itu terdapat pada rantai polimer protein maka asam tersebut cenderung malipat dalam gumpalan protein itu.

Golongan Asam Amino Mempunyai Gugus Polar Tidak Bermuatan

Gugus R dari asam amino polar lebih larut dalam air, atau lebih hidrofilik, dibandingkan dengan asam amino nonpolar, karena golongan ini mengandung gugus fungsionil yang membentuk ikatan hidrogen dengan air. Golongan ini meliputi glisin, serin, treonin, sistein, tirosin, asparagin, dan glutamin. Polaritas yang dimaksud disebabkan karena gugus OH pada serin, treonin, tirosin, gugus –SH pada sistein dan gugus –NH₂ pada asparagin dan glutamin. Mereka dapat ikat-mengikat dengan air (atau zat pelarut polar lainnya) melalui ikatan jembatan hidrogen, inilah yang menyebabkan sifat larut dari asam amino golongan ini.

Golongan Asam Amino yang Mempunyai Gugus R yang Bermuatan Negatif (Asam)

Golongan asam amino ini mengandung gugus R yang bermuatan total negatif pada pH 7,0. asam amino ini meliputi asam aspartat dan asam glutamat, yang masing-masing memiliki tambahan gugus karboksil.

Golongan Asam Amino yang Mempunyai Gugus R Bermuatan Positif (Basa)

Golongan asam amino ini mempunyai gugus R dengan muatan total positif pada pH 7,0. asam amino ini meliputi lisin, arginin, dan histidin.

Sifat dan reaksi asam amino

Asam amino dapat membentuk ester, bila direaksikan dengan alkohol degan bantuan katalisator asam. Ester ini mudah menguiap yang selanjutnya dapat dipisahkan dengan jalan penyulingan bertingkat. Bila asam amino direaksikan dengan asam nitrit , timbullah gas N₂ yang berasal dari gugus NH₂.

Untuk mengetahui adanya jenis asam amino terminal pada suatu rantai polipeptida, maka protein direaksikan dengan dinitrofluorobenzena. Persenyawaan ini setelah dihidrolisis menghasilkan turunan dinitrofluorobenzena dan sisa peptida.

Denaturasi

Sebagian besar molekul protein menampakkan aktivitas biologiknya pada kisaran pH dan suhu tertentu. Pada pH dan suhu yang tinggi maka protein globular mengalami fisik yang dinamakan Denaturasi. Salah satu sifat yang tampak adalah kelarutannya yang menurun. Pembentukan gumpalan putih pada bagian telur yang putih merupakan salah satu contoh terdenaturasi.

Struktur primer protein diatas tidak mengalami perubahan. Secara umum denaturasi adalah peristiwa penyimpangan dari sifat alamiah senyawa bersangkutan, dalam hal ini adalah protein.

Reaksi Uji Asam Amino

o   Reaksi Milon

Reaksi milon adalah larutan merkuro dan merkuri nitrat dalam asam nitrat. Apabila pereaksi ini ditambahkan pada larutan protein, akan menghasilkan endapan puih yang dapat berubah menjadi merah oleh pemanasan. Pada dasarnya reaksi ini positif untuk fenol-fenol, karena terbentuknya senyawa merkuri dengan gugus hidroksifenil yang berwarna. Protein yang mengandung tirosin akan menghasilkan hasil positif.

o   Reaksi Ninhidrin

Reaksi ninhidrin dapat dipakai untuk penentuan kuantitatif asam amino. Dengan memanaskan campuran asam amino dan ninhidrin, terjadilah larutan berwarna ungu yang identitasnya dapat ditentukan dengan cara spektrofotometri. Semua asam amino dan peptida yang mengandung gugus a amino bebas memberikan reaksi ninhidrin yang positif. Prolin dan hidroksiprolin yang gugus aminonya tersubstitusi, memberikan hasil reaksi lain yang berwarna kuning.

o   Reaksi Hopkins-Cole

Reagen yang digunakan dalam uji hopkins-Cole mengandung asam glioksilat (CHO.COOH). Karena triptofan berkondensasi dengan aldehid dalam suasana asam sulfat dan membentuk kompleks berwarna. Pereaksi ini dibuat dari asam oksalat dengan serbuk magnesium dalam air.

Setelah dicampur dengan pereaksi Hopkins-Cole. Asam sulfat dituangkan perlahan-lahan sehingga membentuk lapisan dibawah larutan protein. Beberapa saat kemudian akan terjadi cincin ungu pada batas antara kedua lapisan tersebut. Pada dasarnya reaksi ini memberi hasil positif khas untuk gugus indol dalam protein.

VI.         Alat dan Bahan

Alat :

o    Tabung reaksi

o    Pipet Tetes

o    Gelas Kimia

o    Penjepit Kayu

o    Botol Reagen

o    Rak Tabung Reaksi

o    Spatula

o    Batang Pengaduk

o    Neraca Analitik

o    Gelas Ukur

o    Bunsen

Bahan :

Uji Millon

o    Larutan Protein (Tirosin, Tritofan, alanin, Prolin, Glisin, Kuning Telur, Putih Telur dan Susu).

o    Reagen Millon ( larutkan 10 gr mercuri dalam 20 ml asam nitrat pekat. Apabila telah melarut semua dan uap coklat tak kelihatan lagi, encerkan dengan 60 ml air.

Uji Hopkins-Cole

o    Larutan Protein (Tirosin, Tritofan, alanin, Prolin, Glisin, Kuning Telur, Putih Telur dan Susu).

o    Reagen Hopkins-Cole

o    H₂SO₄ pekat

Uji Ninhidrin

o    Larutan Ninhidrin 0,1%

o    Larutan Protein (Tirosin, Tritofan, alanin, Prolin, Glisin, Kuning Telur, Putih Telur dan Susu).

VII.      Prosedur Percobaan

1.      Uji Millon

Menambahkan 5 tetes reagen Millon ke dalam 3 ml larutan protein, panaskan campuran baik-baik. Jika reagen yang yang digunakan terlalu banyak, maka warna akan hilang pada pemanasan.

2.      Uji Hopkins-Cole

Kedalam 2 ml larutan protein tambahkan 2 ml ragen Hopkins-Cole. Tambahkan sedikit demi sedikit 5 ml larutan H₂SO₄ melalui dinding tabung reaksi. Amati warna yang terbentuk diantara dua cairan. Jika perlu pputar perlahan-lahan tabung tersebut, sampai terbentuk cincin berwarna.

3.      Uji Ninhidrin

Tambahkan 0,5 ml larutan ninhidrin 0,1 % ke dalam 3 ml larutan protein. Panaskan hingga mendidih. Ulangi percobaan dengan menggunakan glisin.

XII.      Pembahasan

Praktikum ini membahas mengenai uji asam amino dengan reaksi reagen millon, reagen hopkins-cole, dan reagen ninhidrin. Asam amino yang diuji ada 8 asam amino yang terdiri dari glisin, alanin, tryptopan, tyrosin, prolin, albumin, asam glutamate, glutamine.

Pada percobaan yang menggunakan reagen ninhidrin, perlakuannya hampir sama dengan uji million, hanya saja dengan menggunakan volume reagen ninhidrin lebih banyak dari millon. Pada asam amino glisin, tryptopan, terjadi perubahan setelah dipanaskan menjadi warna ungu, hal ini dikarenakan asam amino tersebut mengandung gugus  amino bebas, sehingga dikatakan reaksi ini positif terhadap uji ninhidrin. Semakin pekat warna ungu yang dihasilkan maka akan semakin besar konsentrasinya dikarenakan intensitas warna yang dihasilkan. Namun berbeda dengan prolin yang warnanya berubah jadi warna kuning, hal ini dikarenakan prolin tidak terdapat gugus  amino bebas, gugus aminonya tersubstitusi sehingga dikatakan reaksi negatif terhadap uji ninhidrin.

XIII.   Kesimpulan

o   Uji Ninhidrin merupakan uji warna pada protein dengan membentuk larutan berwarna ungu akibat adanya gugus  amino bebas.

o   Reaksi positif ditunjukkan oleh asam amino pada Uji Ninhidrin adalah glisin dan tryptopan. Sedangkan Reaksi negatif ditunjukkan oleh asam amino adalah prolin.

XIV.   Daftar Pustaka

Fessenden, Ralph J., Joan S. Fessenden. 1997. Dasar-dasar Kimia Organik. Binarupa Aksara, Jakarta.

Lehninger, 1982. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : Erlangga.

Poedjiadi, A. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Universitas Indonesia Press, Jakarta.

Tim Penyusun. 2006. Penuntun Praktikum Biokimia Umum. Laboratorium Biokimia. Universitas Hasanuddin, Makassar.