TANYA JAWAB KIMIA ORGANIK (3)

1.    Jelaskan defenisi beberapa istilah berikut :

a.       Ikatan peptide

Ikatan peptida merupakan ikatan yang terbentuk ketika atom karbon pada gugus karboksil suatu molekul berbagi elektron dengan atom nitrogen pada gugus amina molekul lainnya. ikatan peptida hanya terdapat pada protein.

b.      Asam Amino N-Ujung Polipeptida

Asam Amino N-Ujung Polipeptida adalah amina pada ujung protein yang terikat secara kovalen yang spesifik pada asam amino.

c.       Energi aktivasi

Energi aktivasi merupakan sebuah istilah yang diperkenalkan oleh Svante Arrhenius, yang didefinisikan sebagai energi yang harus dilampaui agar reaksi kimia dapat terjadi. Energi aktivasi bisa juga diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi. Energi aktivasi sebuah reaksi biasanya dilambangkan sebagai E_a, dengan satuan kilo joule per mol.

d.      Enzim

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik.

e.       Asam Amino

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.

f.       Peptida

Peptida merupakan molekul yang terbentuk dari dua atau lebih asam amino. Peptida terdapat pada setiap makhluk hidup dan berperan pada beberapa aktivitas biokimia. Peptida dapat berupa enzim, hormon, antibiotik, dan reseptor.

g.        Asam Amino Esensial

Asam amino esensial adalah Asam amino yang diperlukan oleh makhluk hidup sebagai penyusun protein atau sebagai kerangka molekul-molekul penting. Ia disebut esensial bagi suatu spesies organisme apabila spesies tersebut memerlukannya tetapi tidak mampu memproduksi sendiri atau selalu kekurangan asam amino yang bersangkutan. Untuk memenuhi kebutuhan ini, spesies itu harus memasoknya dari luar, yaitu lewat makanan.

h.      Asam Amino Non-Esensial

Asam amino non esensial adalah asam amino yang bisa berasal dari makanan maupun dibentuk sendiri oleh tubuh bila tubuh membutuhkannya melalui proses metabolisme tubuh.

i.        Denaturasi protein

Denaturasi protein merupakan suatu proses dimana terjadi perubahan atau modifikasi terhadap konformasi protein, lebih tepatnya terjadi pada struktur tersier

j.        Substrat

Substrat adalah molekul organik yang telah berada dalam kondisi siap/segera bereaksi, karena telah mengandung promoter. Keberadaan katalis akan mempercepat reaksi substrat menuju molekul produk, melalui reaksi kimiawi dengan energi aktivasi rendah yang membentuk senyawa intermediat. Walaupun demikian, tanpa katalis, sebuah substrat akan bereaksi menuju sebuah produk, segera setelah energi aktivasi reaksi kimia yang diarahkan oleh suatu promoter tercapai.

2.      Tuliskan struktur/bagian penyusun suatu enzim!

Enzim merupakan protein (dengan sedikit pengecualian). Setiap enzim mempunyai konformasi yang sangat tepat dan berlainan sebagai hasil dari beberapa tingkatan struktur struktur protein. Oleh karena itu, struktur enzim memiliki kesamaan dengan macam struktur protein.

Terdapat 4 macam struktur enzim yaitu struktur primer, sekunder, tersier dan struktur kuartener.

1.        Struktur primer adalah rangkaian asam amino pada rantai polipeptida yang menyusun enzim

2.        Struktur sekunder terbentuk dari ikatan kimia yang lemah seperti pada ikatan hidrogen yang terbentuk di antara atom atom di sepanjang tulang punggung (backbone) rantai polipeptida. Struktur sekunder enzim merupakan interaksi lokal yang menghasilkan pola tiga dimensi berulang. Contoh struktur enzim sekunder adalah alfa heliks dan lembaran berlipat-beta.

3.        Struktur tersier melibatkan interaksi jarah jauh di antara rantai sisi asam amino. Struktur enzim tersier membentuk globular protein yang sangat akurat.

4.        Struktur kuartener enzim berhubungan dengan interaksi antara dua atau lebih subunit polipeptida yang berbeda pada sebuah protein fungsional

Dalam struktur enzim, dikenal adanya situs aktif (active site). Pengertian situs aktif adalah daerah terbatas di enzim tempat substrat atau banyak substrat berikatan dan tempat reaksi enzimatik berlangsung. Suatu situs aktif enzim dapat berupa suatu kantung atau galur di dalam molekul enzim.

3.      Tuliskan 6 golongan enzim secara berurutan disertai fungsi aktivitasnya!

·         Oksidoreduktase yaitu golongan enzim yang mengkatalisis pengambilan atom hidrogen dari suatu senyawa baik dehidrogenase maupun oksidase.

·          Transferase yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa kepada senyawa lain.

·         Hidrolase yaitu enzim yang berperan sebagai katalis pada reaksi hidrolisis; baik pemecahan ester, glikosida & peptide.

·         Liase yaitu enzim yang mengkatalisis dalam reaksi pemisahan gugus dari suatu substrat (bukan cara hidrolisis) atau sebaliknya.

·         Isomerase yaitu enzim yang bekerja pada reaksi perubahan intramolekuler

·         Ligase adalah enzim yang mengkatalisis reaksi penggabungan dua molekul.

4.       Tuliskan 5 jenis enzim pencernaan disertai fungsi katalitiknya!

ORGAN	JENIS ENZIM PENCERNAAN	FUNGSI ENZIM PENCERNAAN
Kelenjar air liur	Enzim ptialin atau amilase	Mencerna amilum menjadi maltose
Lambung	Pepsin	Mengubah protein menjadi pepton
	Renin	Mengubah kaseinogen menjadi kasein
Pankreas	Tripsin	Mengubah protein menjadi polipeptida
	Lipase Pankreas	Mengemulsikan lemak menjadi asam lemak dan gliserol
	Amilase Pankreas	Mengubah amilum menjadi disakarida
	Karbohidrae Pankreas	Mencerna amilum menjadi maltose
Usus halus	maltase	Mengubah maltose menjadi glukosa
	laktase	Mengubah laktosa menjadi galaktosa dan glukosa
	enterokinase	Mengubah tripsinogen menjadi tripsin
	lipase	Mengubah lemak menjadi gliserol dan asam lemak
	peptidase	Mengubah polipeptida menjadi asam amino
	sukrase	Mengubah sukrosa menjadi fruktosa dan glukosa

5.       Jelaskan pengaruh pH dan Suhu terhadap aktivitas enzim.

Pengaruh pH

pH optimal enzim adalah sekitar pH 7 (netral) dan jika medium menjadi sangat asam atau sangat alkalis enzim mengalami inaktivasi. Akan tetapi beberapa enzim hanya beroperasi dalam keadaan asam atau alkalis. Sebagai contoh, pepsin, enzim yang dikeluarkan ke lambung, hanya dapat berfungsi dalam kondisi asam, dengan pH optimal 2 (Gaman & Sherrington, 1994).

Enzim memiliki konstanta disosiasi pada gugus asam ataupun gugus basa terutama pada residu terminal karboksil dan asam aminonya. Namun dalam suatu reaksi kimia, pH untuk suatu enzim tidak boleh terlalu asam maupun terlalu basa karena akan menurunkan kecepatan reaksi dengan terjadinya denaturasi. Sebenarnya enzim juga memiliki pH optimum tertentu, pada umumnya sekitar 4,5–8, dan pada kisaran pH tersebut enzim mempunyai kestabilan yang tinggi (Williamson & Fieser, 1992).

Pengaruh suhu

Aktivitas enzim sangat dipengaruhi oleh suhu. Untuk enzim hewan suhu optimal antara 35°C dan 40°C, yaitu suhu tubuh. Pada suhu di atas dan di bawah optimalnya, aktivitas enzim berkurang. Di atas suhu 50°C enzim secara bertahap menjadi inaktif karena protein terdenaturasi. Pada suhu 100°C semua enzim rusak. Pada suhu yang sangat rendah, enzim tidak benar-benar rusak tetapi aktivitasnya sangat banyak berkurang (Gaman & Sherrington, 1994). Enzim memiliki suhu optimum yaitu sekitar 18⁰-23⁰C atau maksimal 40⁰C karena pada suhu 45⁰C enzim akan terdenaturasi karena merupakan salah satu bentuk protein. (Tranggono & Setiadji, 1989).

Suhu yang tinggi akan menaikkan aktivitas enzim namun sebaliknya juga akan mendenaturasi enzim (Martoharsono, 1994). Peningkatan temperatur dapat meningkatkan kecepatan reaksi karena molekul atom mempunyai energi yang lebih besar dan mempunyai kecenderungan untuk berpindah. Ketika temperatur meningkat, proses denaturasi juga mulai berlangsung dan menghancurkan aktivitas molekul enzim. Hal ini dikarenakan adanya rantai protein yang tidak terlipat setelah pemutusan ikatan yang lemah sehingga secara keseluruhan kecepatan reaksi akan menurun (Lee, 1992).

6.       Jelaskan pengaruh konsentrasi enzim terhadap aktivitas enzim!

Peningkatan konsentrasi enzim akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatik. Dapat dikatakan bahwa kecepatan reaksi enzimatik (v) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim [E]. Makin besar konsentrasi enzim, reaksi makin cepat( Hafiz Soewoto,2000) .

Semakin  besar konsentrasi enzim maka makin banyak pula produk yang terbentuk dalam tiap waktu pengamatan. Dari pengamatan tersebut dapat dikatakan bahwa konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan enzim. Dengan bertambahnya waktu, pada tiap konsentrasi enzim pertambahan jumlah produk akan menunjukkan defleksi, tidak lagi berbanding lurus sejalan dengan berlalunya waktu tersebut. Fenomena itu tentu mudah dimaklumi, karena setelah selang beberapa waktu, jumlah substrat yang tersedia sudah mulai berkurang, sehingga dengan sendirinya produk olahan enzim juga akan berkurang. Akan tetapi pada gambar 1 tampak pula dengan jelas, bahwa defleksi tersebut makin jelas dengan makin tingginya konsentrasi enzim. Sebaliknya, pada konsentrasi enzim yang rendah, dalam jangka waktu pengamatan yang sama hubungan waktu dengan jumlah produk yang dihasilkan masih berbanding lurus.

Hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi enzim ternyata berbanding lurus. Jadi, makin besar konsentrasi enzim, maka makin cepat laju reaksi. Kadang-kadang terjadi penyimpangan dari persamaan ini, sehingga diperoleh garis agak melengkung. Biasanya, penyimpangan ini terjadi jika enzim yang dipelajari tidak dalam keadaan murni, sehingga mungkin terdapat senyawa-senyawa penghambat reaksi dalam jumlah yang sangat kecil. Sebaliknya, penyimpangan juga terdapat dalam sediaan enzim dengan kemurniaan yang tinggi. Dalam keadaan ini, penyimpangan disebabkan oleh senyawa pengaktif (aktivator), misalnya tidak adanya ion tertentu, meskipun ph yang diperlukan sudah dipastikan dengan menggunakan larutan dapar dan tidak hanya sekedar larutan dengan ph yang diperlukan tersebut ( Mohamad Sadikin, 2002 ).

7.       Tuliskan dalam bentuk table jenis ikatan yang dilibatkan untuk membentuk stuktur polipeptida/protein primer, sekunder, tersier, dan quarterner.

STRUKTUR POLIPEPTIDA		JENIS IKATAN
Struktur primer		Ikatan peptide
Struktur sekunder		Ikatan peptide dan ikatan hydrogen
Struktur tersier		Ikatan peptide, ikatan hydrogen, dan ikatan rantai samping (ion/kovalen)
Struktur kuartener		Ikatan antara tersier dan tersier

8.       Isilah titik-titik dalam kolom fungsi protein di bawah ini :

No	Fungsi Protein	Jenis protein
1	Penyusun stuktur sel kulit	Kolagen
2	membantu pencernaan dengan memecah molekul kompleks seperti pati dan protein masing-masing, menjadi lebih sederhana, sehingga mereka dapat diserap oleh usus kecil.	Enzim amilase dan pepsin
3	hormon yang merangsang kontraksi selama persalinan. Insulin mengatur glukosa dalam darah.	oksitosin
4	menyimpan besi dan mengontrol jumlah yang hadir besi dalam tubuh manusia.	ferritin
5	membawa oksigen ke paru-paru dan berbagai sel dalam tubuh manusia	Hemoglobin
6	membantu transportasi lipid atau lemak	lipoprotein

9.       Klasfikasikan 20 jenis asam amino ke dalam table golongan rantai samping asam amino berikut ini

No	Golongan Rantai Samping	Jenis protein
1	Asam amino non polar	-          1. Glisin -          2. Alanin -          3. Valin -          4. Leusin -          5. Isoleusin -          6. Proline
2	Asam amino polar	-          1. Serin -          2. Threonin -          3. Sistein -          4. Metionin -          5. Asparagin -          6. Glutamine
3	Asam amino bersifat asam	-          1. Asam aspartat -          2. Asam glutamat
4	Asam amino bersifat basa	-          1. Lisin -          2. Arginin -          3. Histidin
5	Asam amino aromatik	-          1. Fenilalanin -          2. Tirosin -          3. Triptofan

10.   Tuliskan fungsi dari 3 peptida sederhana berikut ini

a.        Insulin yaitu membuka jalan agar glukosa dapat masuk ke dalam sel untuk menghasilkan energi, menekan produksi gula di hati dan otot, serta mencegah pemecahan lemak sebagai sumber energi.

b.      Vasopresin meningkatkan reabsorbsi air dari tubulus renal kembali ke dalam darah, dan karena itu akan membantu mengatur volume cairan tubuh. Hal tersebut merupakan alas an vasopressin mendapat sebutan lain sebagai hormone antidiuretik.

c.       Glukagon sangat penting untuk respon tubuh terhadap kekurangan makanan. Misalnya, mendorong penggunaan lemak yang tersimpan untuk energi dalam rangka melestarikan terbatasnya pasokan glukosa.

11. Insulin merupakan suatu peptide yang tersusun atas 2 rantai peptide. Gambarkan struktur molekul pembentukan ikatan peptide rantai A insulin yang tersusun atas 21 jenis asam amino. Kemudian berikan penamaannya.

12.   Jelaskan perbedaan reaksi edman dan reaksi sanger

Reaksi sanger adalah reaksi antara gugus α-amino dengan 1-fluoro-2-,4-dinitrobenzena (FDNB). Dalam keadaan basa lemah, FDNB bereaksi dengan α-asam amino menghasilkan derivat  2,4-dinitrofenil atau DNP-asam amino untuk menentukan N-ujung suatu polipeptida.

Sedangkan reaksi edman merupakan reaksi antara α-asam amino dengan fenilisotiosianat yang menghasilkan derivat asam amino feniltiokarbamil. Dalam suasana asam pelarut nitrometana yang terakhir ini mengalami siklisasi membentuk senyawa lingkar feniltuihidantoin. untuk menentukan N-ujung terminal asam amino penyusun suatu polipeptida

13.   Jelaskan fungsi reaksi ninhidrin

Reaksi ninhidrin untuk menunjukkan adanya asam amino dalam sampel zat yang diuji.

14.   Tuliskan 3 jenis reaksi uji spesifik rantai samping asam amino.

a.       Reaksi Edman

b.      Reaksi Sanger

c.       Reaksi Dansil Klorida

15.   Tuliskan 3 tahapan utama analisis kadar protein metode kjehdal disertai reaksi kimia yang berlangsung dari setiap tahapan.

16.   Jelaskan secara singkat prinsip analisis kadar protein dengan metode Lowry.

Metode Lowry merupakan pengembangan dari metode Biuret. Dalam metode ini terlibat 2 reaksi. Awalnya, kompleks Cu(II)-protein akan terbentuk sebagaimana metode biuret, yang dalam suasana alkalis Cu(II) akan tereduksi menjadi Cu(I). Ion Cu⁺ kemudian akan mereduksi reagen Folin-Ciocalteu, kompleks phosphomolibdat-phosphotungstat, menghasilkan heteropoly-molybdenum blue akibat reaksi oksidasi gugus aromatik (rantai samping asam amino) terkatalis Cu, yang memberikan warna biru intensif yang dapat dideteksi secara kolorimetri.

17.   Jika pada suatu analisis protein metode kjehdal ditimbang sampel 1,5 gram. Setelah melalui 3 tahapan utama prosedur diperoleh volume titrasi blanko 0,2 mL dan volume titrasi sampel 5,7 mL. Hitunglah kadar protein dalam sampel!