Reaksi-reaksi Spesifik pada Protein

Protein adalah molekul penyusun tubuh kita yang terbesar setelah air. Hal ini mengindikasikan pentingnya protein dalam menopang seluruh proses kehidupan dalam tubuh. Protein adalah polimer biologi yang tersusun dari molekul-molekul kecil yang dinamakan asam amino. Selain tersusun dari asam amino, banyak protein juga mengandung komponen lain seperti ion logam (misalnya Fe2+, Zn2+, Cu2+dan  Mg2+) atau mengandung molekul organik kompleks.

I. ASAM AMINO
Asam amino merupakan unit pembangun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O, dan N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan asam amino yang terdapat di alam hanya 20 asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein.  Berikut daftar nama beserta struktur molekulnya

Secara umum, pada asam amino sebuah atom C mengikat empat gugus yaitu : gugus karboksil, gugus amina, satu buah atom hydrogen dan satu gugus sisa (rantai samping, gugus –R). Rantai samping pada asam amino (gugus –R) yang berbeda-beda pada asam amino menentukan struktur, ukuran, muatan elektrik dan sifat kelarutan dalam air. 

Rumus umum asam amino

Asam amino adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya –NH2). Gugus karboksil ini memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa.

II.  PROTEIN 

Protein tersusun atas asam-asam amino melalui ikatan peptide, yaitu ikatan antara gugus karboksil (-COOH) dan gugus amina (-NH2). Oleh karena itu protein juga disebut polipeptida.

Ikatan yang terjadi pada protein selain ikatan peptide antar asam-asam amino penyusunnya, juga terjadi ikatan-ikatan yang lain. Misalnya, ikatan hydrogen yang terjadi pada gugus N-H dan pada gugus O-H, ikatan disulfide yaitu –S – S – menyokong terjadinya ikatan yang kompleks pada protein. Ikatan ion pada protein juga terjadi bila di dalamnya terdapat gugus ion logam, dan ikatan koordinasi, misalnya ikatan koordinasi antara ion Fe3+ dengan hemoglobin pada darah.

Ada beberapa ciri molekul protein yaitu :

1) Berat molekulnya besar, ribuan bahkan sampai               jutaan, sehingga merupakan makromolekul.

2) Umumnya terdiri dari 20 asam amino.Asam amino berikatan secara kovalen satu dengan yang lainnya dalam variasi urutan-urutan yang bermacam-macam, membentuk suatu rantai polipeptida. Ikatan peptida merupakan ikatan gugus karboksil dari asam amino yang satu dengan asam amino lainnya. 

3)Terdapatnya ikatan kimia lain  yang menyebabkan terbentuknya lengkungan-lengkungan rantai polipeptida menjadi struktur 3 dimensi protein. Sebagai contoh ikatan hidrogen, ikatan hidrofob/ikatan apolar, ikatan ion atau ikatan elektrostatik dan ikatan Van der Waals.

4)Strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor seperti: pH, radiasi, temperatur, dan medium pelarut.

5)Umumnya reaktif dan sangat spesifik, disebabkan terdapatnya gugus samping yang reaktif dan susunan khas struktur molekulnya.

6)Beraksi positif terhadap pereaksi uji-uji yang spesifik seperti: Biuret, Ninhidrin dan Millon, Xantoprotein, Sakaguchi, Adamkiewitz.

III. Reaksi Spesifik Protein 

Pembagian reaksi dalam lingkup analisa kualitatif adalah sebagai berikut: 

1. Reaksi Hopkins Case. Reaksi ini terjadi apabila larutan senyawa protein yang mengandung unsur triptofan bereaksi dengan pereaksi yang disebut dengan istilah Hopkins cole. Pereaksi ini mengandung beberapa senyawa antara lain asam glikosilat.
2. Reaksi Millon. Jenis reaksi dari uji kualitatif protein ini terjadi apabila larutan protein ditambahkan dengan pereaksi berupa larutan merkuri serta merkuri nitrat yang ada di dalam asam nitrat. Sebagai hasilnya, akan muncul endapan berwarna putih yang akan berubah menjadi warna merah apabila terjadi pemanasan.
3. Reaksi Natriumnitroprusida. Reaksi ini terjadi apabila pelarutnya adalah larutan amoniak. Protein yang mengandung senyawa sistein akan menunjukkan hasil yang positif.
4. Reaksi Biuret. Uji biuret ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan adanya senyawa – senyawa yang mengandung gugus amida asam. Reaksi biuret merupakan uji yang dilakukan untuk mengetahui ikatan peptida. Reaksi ini positif (berwarna ungu) untuk zat yang mengandung 2 atau lebih ikatan peptida. Reaksi biuret merupakan reaksi warna yang umum untuk gugus peptida (-CO-NH-) dan protein. Reaksi positif ditandai dengan terbentuknya warna ungu karena terbentuk senyawa kompleks antara Cu²⁺dan N dari molekul ikatan peptida. Banyaknya asam amino yang terikat pada ikatan peptida mempengaruhi warna reaksi ini. Senyawa dengan dipeptida memberikan warna biru, tripeptida ungu dan tetrapeptida serta peptida kompleks memberikan warna merah. Biuret dihasilkan dengan memanaskan urea kira-kira pada suhu 180 ^oC dalam larutan basa. Biuret memberikan warna violet dengan CuSO₄. Reaksi ini disebut dengan reaksi biuret, kemungkinan terbentuknya Cu²⁺ dengan gugus CO dan –NH dari rantai peptida dalam suasana basa. Dipeptida dan asam-asam amino (kecuali histidina, serina dan treonina) tidak memberikan uji ini. Beberapa protein yang mempunyai gugus –CS-NH-, -CH-NH- dalam molekulnya juga memberikan tes warna positif dengan biuret.
5. Reaksi Xantoprotein. Untuk mendapatkan reaksi ini, perlu penambahan larutan asam nitrat yang pekat ke dalam larutan protein. Pada saat dicampur, akan terlihat pembentukan endapan berwarna putih yang apabila dipanaskan akan berubah warna menjadi kekuningan. Reaksi ini terjadi pada protein yang di dalamnya terkandung senyawa antara lain fenilalanin, triptofan, dan juga tirosin.   
   
6. Reaksi sakaguchi. Uji Sakaguchi adalah uji kimia yang digunakan untuk mendeteksi asam amino arginin. Arginin memiliki kelompok-R propil (3 metil) dengan gugus guanidin di ujungnya. Gugus guanidin merupakan atom C yang mengikat N2 dengan ikatan tunggal dan mengikat N dengan ikatan ganda. Gugus guanidin akan bereaksi dalam uji sakaguchi. Dalam kondisi basa, alpha naphtol akan bereaksi dengan gugus guanidin dalam arginin yang telah teroksidasi sodium hipoklorit, menghasilkan senyawa berwarna merah. Apabila protein yang diuji dengan tes sakaguchi menunjukkan perubahan warna merah berarti dalam protein tersebut terdapat arginin.

Struktur arginin 

Uji Kualitatif Protein Berdasarkan Warna dan Pengendapan 

1. Uji Ninhidrin. Merupakan uji kualitatif protein yang paling umum dilakukan dalam rangka mencari tahu apakan suatu bahan mengandung protein di dalamnya. Apabila positif maka hasil reaksi adalah terbentuknya kecenderungan warna dari ungu sampai biru.
2. Uji Biuret. Sama seperti reaksi biuret, uji kualitatif protein ini ditujukan untuk mendeteksi apakah ada atau tidak ikatan peptida yang merangkai molekul protein. Apabila positif maka wakan muncul warna dari merah muda hingga ungu.
3. Uji Reduksi Sulfur. Uji ini tujuannya untuk mengetahui apakah suatu protein mengandung unsur asam amini dengan gugus atom S (contoh Cystein dan juga methionin). Uji ini akan terjadi rekasi yang pada akhirnya membentuk gram pbS dengan warna hitam.
4. Uji Xantoprotein. Uji ini sama dengan reakasi Xantoprotein. Hasil akhirnya akan dihasilkan endapan yang putih dan berubah menjadi kuning tua. Apabila ditambahkan pelarut ammonia pekat maka zat akan berubah warna menjadi jingga.

Permasalahan
1. Mengapa endapan putih pada reaksi millon dapat berubah menjadi warna merah bila dipanaskan?
2. Apa fungsi penambahan asam nitrat pekat pada reaksi Xantoprotein?
3. Jelaskan proses denaturasi protein!