Home » » MOLEKUL BIOKIMIA

MOLEKUL BIOKIMIA

BAB I
PENDAHULUAN
A.    Latar Belakang
Hasil gambar untuk MOLEKUL BIOKIMIA

Saat ini penemuan-penemuan biokimia digunakan dalam berbagai bidang, mulai dari genetika hingga biologi molecular dan dari pertanian hingga kedokteran. Penerapan biokimia yang pertama kali barangkali adalah dalam pembuatan roti menggunakan khamir, sekitar 4000 tahun yang lalu. Ada 4 kelas molekul utama biokimia yaitu: lipid, karbohidrat, protein dan asam nukleat.

Biokimia adalah kimia makhluk hidup. Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi komponen selular, seperti protein, karbohidrat, lipid, asam nukleat, dan biomolekul lainnya. Saat ini biokimia lebih terfokus secara khusus pada kimia reaksi termediasi enzim dan sifat-sifat protein.
B.    Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah:
1.       Bagaimana fungsi biologi protein?
2.      Apa saja sifat asam amino?
3.      Bagaimana klasifikasi lipid?
4.      Apa saja sifat asam lemak?
C.    Tujuan
Adapun tujuan penyusunan makalah ini yaitu untuk mengetahui apa yang dirumuskan dalam rumusan masalah.
BAB II
PEMBAHASAN

A.    Biologi Protein
Menurut Lehninger (1990) protein dengan deret asam-asam amino tertentu memungkinkan molekul ini menjalankan berbagai fungsi tertentu. Secara garis besar berdasar fungsi biologinya protein dibagi menjadi beberapa golongan. 
1.      Enzim
Protein yang mempunyai kekhususan tinggi dan paling bervariasi adalah protein yang mempunyai aktivitas katalisa yakni enzim. Hampir semua reaksi biomolekul organik didalam sel dikatalisa oleh enzim. Ada sekitar 2.000 jenis enzim yang mempunyai reaksi katalisa berbeda ditemukan dalam berbagai bentuk kehidupan (Lehninger, 1990). Pada perkembangannya enzim dapat diisolasikan dengan berbagai tingkat kemurnian dan dikristalisasikan yang akhirnya diperjual belikan secara umum. Ada beberapa enzim yang dipergunakan secara umum pada kehidupan sehari-hari, misal  enzim papain digunakan untuk melunakkan daging dan enzim renin untuk proses fermentasi pembuatan keju (Page, 1985). 
2.     Protein transport
Protein transpor adalah protein yangberfungsi sebagai pengangkutan dari zat makanan (Page, 1985). Protein transpor di dalam plasma darah mengikat dan membawa molekul atau ion spesifik dari satu organ ke organ lain. Misal, haemoglobin pada sel darah merah mengikat oksigen ketika darah melalui paru-paru dan membawanya ke jarinagn perifer dan oksigen dipergunakan untuk melakukan oksidasi nutrien yang menghasilkan energi. Plasma darah mengandung lipoprotein (LDL, HDL, VLDL) yang membawa lipid dari hati ke organ lain (Lehninger, 1990). 
3.     Protein nutrien dan penyimpan
Protein penyimpan mempunyai fungsi sebagai penyimpan dari zat makanan (Page, 1985). Beberapa biji dari tanaman berfungsi menyimpan protein yang dibutuhkan untuk pertumbuhan embrio tanaman, misal biji gandum, beras dan jagung. Ovalbumin protein utama pada putih telur dan kasein protein utama pada susu, juga merupakan contoh protein penyimpan yang diperlukan oleh pertumbuhan anaknya. Protein feritin merupakan protein jaringan hewan penyimpan besi (Lehninger, 1990)
4.     Protein kontraktil atau motil
Protein kontraktil berfungsisebagai mekanik atau penggerak (Page, 1985). Protein kontraktil mempunyai kemampuan untuk berkonstraksi, mengubah bentuk atau bergerak. Aktin dan miosin merupakan protein filamen yang berfungsi di dalam sel kontraktil otot rangka dan banyak sel bukan otot. Tubulin akan membentuk mikrotubul yang merupakan komponen penting dari flagela dan silia yang berfungsi untuk penggerak sel (Lehninger, 1990). 
5.     Protein structural
Protein struktural berfungsi sebagai struktur penyusun dari struktur biologi (Page, 1985). Protein struktural mempunyai peran sebagai filamen, kabel atau lembaran penyanggah untuk memberikan struktur biologi kekuatan atau proteksi. Kolagen merupakan komponen utama dari urat dan tulang rawan yang mempunyai daya tegang yang amat tinggi. Elastin merupakan protein pada persendian yang mampu merenggang kedua dimensi. Keratin terdapat pada rambut, kuku dan bulu burung merupakan protein yang tidak larut dan liat (Lehninger, 1990). 
6.     Protein pertahanan
Protein pertahanan berfungsi sebagai perlindungan bagi kekebalan tubuh dan darah (Page, 1985). Protein ini mempertahankan organisme dalam melawan serangan oleh spesies lain atau melindungi dari luka. Imunoglobin merupakan protein khusus yang dibuat di limposit bersifat dapat mengenali dan mengendapkan atau menetralkan serangan bakteri, virus atau protein asing dari spesies lain. Fibrinogen dan trombin berguna untuk pembekuan darah yang menjaga kehilangan darah jika sistem pembuluh terluka. Bisa ular, toksin bakteri dan risin (protein tumbuhan beracun) berfungsi didalam pertahanan tubuh (Lehninger, 1990). 
7.     Protein pengatur
Protein pengatur berfungsi sebagai pengatur dari metabolisme sel (Page, 1985). Diantara jenis protein ini ada yang berfungsi sebagai hormon misal insulin yang mengatur metabolisme gulapituitari (hormon pertumbuhan) dan paratiroid mengatur transpor Ca dan fosfat, prorein represor mengatur biosintesa enzim sel bakteri (Lehninger, 1990).
B.    Asam Amino
Asam amino merupakan senyawa monomer dari protein. Asam amino mempunyai dua buah gugus fungsi:
1.      Gugus karboksil (- COOH)
2.     Gugus amino (- NH2).
Asam amino dalam protein disebut juga asam alfa amino, karena gugus amino terikat pada atom C alfa (yaitu atom karbon yang terikat langsung pada gugus karboksil).
Asam amino ialah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino (–NH2). Meskipun ratusan asam amino telah disintesis, hanya 20 yang telah diperoleh dengan hidrolisis protein.
Asam amino mempunyai beberapa sifat, antara lain:
1.       Larut dalam air dan pelarut polar lain.
2.      Tidak larut dalam pelarut nonpolar, seperti benzena dan dietil eter.
3.      Mempunyai titik lebur lebih besar dibanding senyawa karboksilat dan amina.
4.      Mempunyai momen dipol besar.
5.      Bersifat elektrolit:
a.      kurang basa dibanding amina
b.      kurang asam dibanding karboksilat
6.      Bersifat amfoter. Karena mempunyai gugus asam dan gugus basa. Jika asam amino direaksikan dengan asam maka asam amino akan menjadi suatu anion, dan sebaliknya jika direaksikan dengan basa maka akan menjadi kation.
7.      Dalam larutan dapat membentuk ion zwitter. Karena asam amino memiliki gugus karboksil (–COOH) yang bersifat asam dan gugus amino (–NH2) yang bersifat basa, maka asam amino dapat mengalami reaksi asam-basa intramolekul membentuk suatu ion dipolar yang disebut ion zwitter.
8.     Mempunyai kurva titrasi yang khas.
9.      Mempunyai pH isoelektrik, yaitu pH pada saat asam amino tidak bermuatan. Di bawah titik isoelektriknya, asam amino bermuatan positif dan sebaliknya di atasnya bermuatan negatif.
C.    LIPID
Lipida (dari kata Yunani, Lipos, lemak) dikenal oleh masyarakat awam sebagai minyak (organik, bukan minyak mineral atau minyak bumi), lemak, dan lilin. Istilah "lipida" mengacu pada golongan senyawa hidrokarbon alifatik nonpolar dan hidrofob, yang esensial dalam menyusun struktur dan menjalankan fungsi sel hidup. Karena nonpolar, lipida tidak larut dalam pelarut polar, seperti air atau alkohol, tetapi larut dalam pelarut nonpolar, seperti eter atau kloroform.
Lipid digolongkan menurut karakteristik kelarutannya. Lipid didefinisikan sebagai zat yang tidak larut dalam air, yang dapat diekstrak dari sel melalui pelarut organik seperti eter dan benzen. Lipid yang ditemukan dalam tubuh manusia dapat di bagi ke dalam empat kelas menurut struktur molekulnya, yaitu lemak, phosfolipid, malam (lilin), dan steroid.
Lemak, disebut juga lipid, adalah suatu zat yang kaya akan energi, berfungsi sebagai sumber energi yang utama untuk proses metabolisme tubuh. Lemak yang beredar di dalam tubuh diperoleh dari dua sumber yaitu dari makanan dan hasil produksi organ hati, yang bisa disimpan di dalam sel-sel lemak sebagai cadangan energi.
Fungsi lemak adalah sebagai sumber energi, pelindung organ tubuh, pembentukan sel, sumber asam lemak esensial, alat angkut vitamin larut lemak, menghemat protein, memberi rasa kenyang dan kelezatan, sebagai pelumas, dan memelihara suhu tubuh.
Klasifikasi Lipid yaitu:
a.     Lemak/Trigliserida
Lemak merupakan estergliserol yang terbentuk dari dua jenis molekul yang lebih kecil melalui reaksi dehidrasi. Lemak tersusun dari dua jenis molekul, yaitu gliserol dan asam lemak. Dalam pembentukan lemak, tiga asam lemak masing- masing berikatan dengan gliserol melalui ikatan ester, suatu ikatan antara gugus hidroksil dengan gugus karboksil. Karena itu, lemak disebut juga triasilgliserol; di samping nama lain trigliserida. Asam lemak pada dalam suatu molekul lemak bisa sama ketiga-tiganya (seperti pada contoh gambar di bawah), atau bisa terdiri atas dua atau tiga jenis asam lemak yang berlainan.
b.     Gliserol
Gliserol merupakan sejenis alkohol yang memiliki tiga karbon, yang masing-masingnya mengandung sebuah gugus hidroksil.
c.     Asam Lemak
Asam lemak adalah asam karboksilat dengan jumlah atom karbon banyak. Biasanya asam lemak mengandung 4-24 atom karbon, dan mempunyai satu gugus karboksil. Bagian alkil dari asam lemak bersifat nonpolar, sedangkan gugus karboksil bersifat polar. Bila bagian alkil asam lemak mengandung ikatan rangkap, dinamakan asam lemak tak jenuh.Contohnya asam oleat. Sebaliknya, bila tidak memiliki ikatan rangkap dinamakan asam lemak jenuh, seperti pada asam stearat dan asam palmitat. Ester gliserol yang terbentuk dari asam lemak tak jenuh dinamakan minyak, sedangkan yang berasal dari asam lemak jenuh dinamakan lemak. Titik leleh lemak lebih tinggi daripada minyak, sehingga minyak cenderung mencair pada suhu kamar.
d.    Fosfolipid
Phosfolipid serupa dengan lemak, yaitu merupakan suatu ester gliserol, tetapi, phosfolipid hanya mengandung dua asam lemak, yang terikat pada atom C nomor 1 dan nomor 2 dari gliserol, sedangkan atom C nomor tiga diesterkan oleh asam phosfat, yang telah mengikat gugus alkohol jenis lain, seperti kolin, etanolamin, serin, dan inositol. Karena itu, phosfolipid diberi nama menurut gugus alkohol yang terikat pada asam phosfatnya, misalnya phosfatidilkolin (gugus alkohol mengikat kolin), phosfatidil etanolamin (mengikat etanolamin), phosfatidil serin, dan nama lainnya.
Phosfolipid membentuk bagian signifikan dari membran sel. Gambar berikut menunjukkan membran sel dalam bentuk bilayer phosfolipid dengan protein terbesar didalamnya. Membran sel yang pertama berfungsi untuk mencegah kerja sel dari cairan ekstraselular di sekitarnya. Fungsi lapisan kedua untuk memberikan jalan bagi nutrien dan bahan kimia lain yang diperlukan agar masuk kedalam sel, sementara produk yang sudah tidak diperlukan harus dapat dikeluarkan dalam sel.
e.     Malam/Lilin
Jenis yang mirip dengan fosfolipid dan lemak adalah malam (waxe) merupakan suatu ester yang mirip dengan fosfolipid. Perbedaannya, malam melibatkan alkohol monohidroksi dalam gliserolnya dengan rantai panjang. Malam merupakan lapisan pelindung pada buah- buahan dan daun-daunan, juga disekresi oleh serangga. Misalnya sekresi kelenjar lebah, adalah golongan mirisil palmitat.
f.       Steroid
Steroid adalah golongan lipid yang mempunyai karakteristik dari jenis struktur penyatuan cincin karbon. Steroid tidak mengandung asam lemak ataupun gliserol, karenanya tidak dapat mengalami penyabunan. Steroid meliputi empat golongan, yaitu kolesterol, hormon, adrenokortikoid, hormon seksual, dan asam empedu.
Kolesterol ditemukan dalam semua organisme dan merupakan bahan awal untuk pembentukan asam empedu, hormon steroid, dan vitamin D. Walaupun kolesterol esensial bagi mahluk hidup, tapi berimplikasi terhadap pembentukan ‘plek’ pada dinding pembuluh nadi (suatu proese yang disebut arteosclerosis, atau pengerasan pembuluh), bahkan dapat mengakibatkan penyumbatan. Gejala ini penting terutama dalam pembuluh yang memasok darah ke jantung. Penyumbatan pada pembuluh ini menimbulkan kerusakan jantung, yang pada gilirannya dapat menimbulkan kematian akibat serangan jantung.
Hormon adrenokortikoid disintesis dalam kelenjar adrenalin, yang terlibat dalam pengaturan air dan keseimbangan elektrolit, serta dalam metabolisme protein dan karbohidrat. Misalnya, kortisol memperlambat penyusunan protein sehingga asam amino normal yang dipakai untuk tujuan ini dapat digunakan oleh hati untuk mensintesis glukosa ekstra.
Hormon seks yang penting pada laki-laki adalah testoteron, hormon ini yang mengendalikan pertumbuhan reproduksi organ dan rambut, serta untuk mengembangkan struktur otot dan suara khas laki-laki. Terdapat dua jenis hormon seks perempuan, terutama progesteron dan golongan estrogen, salah satunya adalah estradiol. Hormon-hormon ini menyebabkan perubahan berkala dalam sel telur dan uterus yang bertanggung jawab terhadap daur menstruasi. Selama kehamilan, progesteron berada pada tingkat yang tinggi, dan dipertahankan untuk mencegah ovulation. Dan sebagai kendali terhadap kelahiran menggunakan progesteron jenis tertentu yang disebut etinodiol diasetat.
Lemak adalah senyawa yang tidak larut dalam air yang dapat dipisahkan dari sel dan jaringan dengan cara ekstrasi menggunakan pelarut organic yang non polar,misalnya dietil eter atau kloroform. Oleh sebab itu,senyawa ini dibagi menurut sifat fisiknya yaitu senyawa yang larut dalam pelarut non polar dan yang tidak larut dalam air. Meskipun struktur lemak beracam macam semua lemak mempunyai sifat struktur yang spesifik,yaitu mempunyai gugusan hidrokarbon hidrofob yang banyak sekali dan sedikit gugusan hidro karbon hidrofil. Hal ini menggambarkan sifat struktur lemak yang tidak dapat larut dalam air tetapi larut dalam pelarut non polar.
Minyak dan lemak tergolong gliserida,yaitu ester antara gliserol dan asam lemak,dimana ketiga radikal hidroksil dari gliserol semua diesterkan. Struktur kimia dari lemak yang berasal dari hewan,manusia,tanaman maupun lemak sintetik,mempunyai bentuk umum sebagai berikut :
D.   Asam Lemak
1.       Sifat-sifat Fisis Lemak
Titik lebur (melting point) lemak relatif rendah,tetapi selalu lebih tinggi dari temperatur      dimana ia menjadi padat kembali (setting point). Misal lemak sapi mencair pada 49°C dan menjadi padat kembali pada 36°C. Titik lebur lemak tergantung pada panjang pendeknya rantai karbon dari asam lemak penyusunya dan banyak sedikitnya ikatan – ikatan rangkap. Makin panjang rantai karbon tersebut makin tinggi titik lebur lemak, dan makin banyak ikatan rangkap makin rendah titik leburnya. Misal titik lebur trimalpitin 66°C dan tristearin 71°C. Titik lebur triolein yang mempunyai tiga buah ikatan rangkap mempunyai titik lebur -5°C.
2.      Lemak netral tidak larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut-pelarut lemak seperti eter,chloroform,petroleumeter,carbon tetrakhlorida. Lemak dapat larut dalam alkohol panas dan sedikit larut dalam alkohol dingin.
3.      Berat jenis lemak padat sekitar 0.63,sedangkan minyak atau lemak cair 0.915-0.940,karena berat jenis lemak lebih rendah dari pada berat jenis air menyebabkan lemak menjadi terapung diatas air bila keduanya dicampur.
4.      Lemak murni tidak berwarna,tidak berbau,tidak ada rasanya serta mempunyai sifat netral. Lemak berbau atau berwarna disebabkan karena adanya figment-figment dari asalnya atau mengalami perubahan struktur disebabkan pengaruh udara dalam jangka waktu yang cukup lama. Beberapa minyak nabati yang berwarna kuning disebabkan karena adanya figment seperti corotene dan xanthophyl.
Sifat-Sifat Kimia Lemak:
1.       Lemak dapat dihidrolisasi dengan dipanaskan pada temperatur dan tekanan tinggi . Jika didihkan pada tekanan biasa hidrolisa berjalan labat. Hidrolisa yang umum dilakukan dengan basa kuat (NaOH/KOH),Dihasilkan gliserol dan garam yang disebut sebagai sabun. Sabun dan gliserol larut dalam air. Untuk memisahkan sabun dengan gliserol ditabahkan garam NaCL.
2.      Lemak tak jenuh dapat mengaddisi hidrogen,sehingga menjadi lemak jenuh. Proses ini disebut hidrogenasikatalitik sebab diperlukan katalisator,yaitu serbuk nikel,kadang disebut juga proses pemadatan atau pengerasan lemak jenuh sebab pada proses ini lemak tak jenuh(cair) menjadi lemak jenuh(padat)
3.      Bila lemak tak jenuh ditambah beberapa tetes aquabromata dan kemudian campuran ini dikocok maka warna dari aquabromata akan luntur. Dalam hal ini brom dari aquabromata diaddisi oleh ikatan rangkap yang ada pada lemak tak jenuh tersebut. Disamping mengaddisi brom,lemak tak jenuh dapat mengaddisi lod. Reaksinya identik dengan reaksi diatas hanya brom diganti dengan lod.
4.      Hidrogenolisis lemak dapat diartikan sebagai pembongkaran lemak oleh pengaruh hidrogen menjadi alkohol. Untuk lemak tak jenuh mula – mula akan menjadi gliserol dan asam lemak tak jenuh kemudian sam lemak tak jenuh yang terbentuk mengalai hidrogenasi katalitik sehingga terbentuk alkohol jenuh.
5.      Reaksi penyebab ketengikan ( rancidity) adalah perubahan kimia yang menimbulkan aroma/bau dan rasa tidak enak pada lemak. Ketengikan pada lemak jenuh yang asa lemak penyusunya mempunyai rantai pendek,dapat terjadi hanya karena pengaruh hidrolisa. Sedangkan ketengikan  lemak tak jenuh yang asam lemak penyusunya mempunyai rantai panjang,dapat terjadi melalui dua proses yaitu proses oksidasi dan hidrolisa. Penambahan oksigen atau anti oksidan dapat mencegah terjadinya ketengikan.
Reaksi penting asam lemak Asam lemak merupakan suatu asam karboksilat rantai panjang. Dengan demikian reaksi yang dapat terjadi pada asam lemak hamper sama dengan reaaksi asam karboksilat.
a.     Keasaman
Asam lemak tidak menunjukan adanya variasi dalam hal keasaman. Hal tersebut dapat diketahui dengan melihat tetapan keseteimbangan asam (pKa) masing-masing asam lemak. Asam nonanoat mempunyai pKa yaitu 4,96; sedikit lemah dibandingkan dengan asam asetat yaitu 4,76. Semakin meningkatnya panjang rantai, kelarutan asam lemak dalam air berkurang drastis. Dengan demikian pH asam lemak rantai panjang mempunyai pengaruh yyang kecil pada larutan berair (aqueous). Bahkan asam lemak yang tak dapat larut dalam air akan larut dalam etanol, dan akan dikenai titrasi dengan menggunakan larutan NaOH dan indikatior asam basa berupa pp. Analisis ini digunakan untuk menentukan asam lemak bebas.
b.     Hidrogenasi dan pengerasan
Hidrogenasi asam lemak tak jenuh dilakukan untuk membentuk asam lemak jenuh, yang cenderung membentuk suatu bau tengik. Karena asam lemak jenuh mempunyai titik leleh yang lebih tinggi daripada tak jenuh, proses ini disebut sebagai proses pengerasan. Teknologi ini digunakan untuk mengubah minyak nabati menjadi margarine. Selama hidrogenasi parsial, asam lemak tak jenuh dan berisomerisasi dengan cis ke trans.
c.     Auto oksidasi
Asam lemak tak jenuh dapat melangsungkan perubahan kimia yang disebut auto oksidasi. Proses ini membutuhkan oksigen (udara) dan dipacu oleh adanya logam. Minyak sayur tak dapat mengalami proses auto oksidasi karena mengandung antioksidan bernama tocopherol. Karena mengandung antioksidan, minyak sayuran baik untuk manusia. Minyak dan lemak sering diperlakukan dengan agen pengkhelat sperti asam sitrat untuk membuang katalis logam.
d.    Ozonolisis
Asam lemak tak jenuh mudah mengalami degradasi oleh ozon. Reaksi ini dilangsungkan dalam produksi asam azelat ((CH2)7(CO2H)2) dari asam oleat.
BAB III
PENUTUP
A.    Kesimpulan
Fungsi biologi protein dibagi menjadi beberapa golongan yaitu : enzim, protein transport, protein nutrient atau penyimpan, protein kontraktil atau motil, protein structural, protein pertahanan, protein pengatur.
Asam amino mempunyai beberapa sifat, antara lain: Larut dalam air dan pelarut polar lain, Tidak larut dalam pelarut nonpolar, seperti benzena dan dietil eter, Mempunyai titik lebur lebih besar dibanding senyawa karboksilat dan amina, Mempunyai momen dipol besar, Bersifat elektrolit, Bersifat amfoterDalam larutan dapat membentuk ion zwitterMempunyai kurva titrasi yang khas, Mempunyai pH isoelektrik, yaitu pH pada saat asam amino tidak bermuatan.
Klasifikasi Lipid yaitu : Lemak/Trigliserida, Fosfolipid, Malam/Lilin dan Steroid.
B.    Saran
Demikianlah makalah ini disusun semoga memberikan manfaat. Kepada para pembaca yang budiman  kami sarankan agar tetap merujuk kepada referensi lain mengingat makalah ini masih sangat sederhana dan jauh dari kesempurnaan. Olehnya itu kami sangat terbuka dalam menerima masukan yang bersifat membangun.
Terimakasih telah membca artikel berjudul MOLEKUL BIOKIMIA

SL Blogger
Kumpulan Makalah Updated at: 12/12/2016

0 komentar MOLEKUL BIOKIMIA

Silahkan Berkomentar Dengan Bijak