Biomolekul: Protein & Asam Amino
Setelah ini kamu bisa mengenal 20 asam amino sebagai monomer protein dan menjelaskan struktur primer polipeptida dari ikatan peptida.
Rambut, kuku, otot, enzim, antibodi, hemoglobin — semuanya protein. Walau strukturnya begitu beragam, semua protein dibangun dari hanya 20 jenis asam amino yang dirangkai seperti kalimat. Urutan asam amino menentukan bentuk dan fungsi protein, seperti urutan huruf menentukan kata. Ikatan antar asam amino disebut ikatan peptida, terbentuk lewat reaksi kondensasi antara gugus amina dan gugus karboksil. Memahami protein adalah memahami mesin kehidupan. Coba pilah di bawah.
Struktur asam amino
Setiap asam amino punya empat komponen yang menempel pada satu atom karbon alfa: gugus amina (-NH₂), gugus karboksil (-COOH), satu atom hidrogen, dan gugus R (rantai samping) yang berbeda untuk tiap asam amino. Gugus amina dan karboksil sama di semua asam amino; gugus R menentukan identitas dan sifatnya. Ada 20 asam amino standar yang membentuk protein makhluk hidup. Beberapa asam amino esensial (tak bisa disintesis tubuh, harus dari makanan): lisin, metionin, triptofan. Yang non-esensial bisa disintesis tubuh: glisin, alanin.
Asam amino adalah molekul dengan gugus amina (-NH₂), gugus karboksil (-COOH), atom H, dan gugus R yang menempel pada karbon alfa. Ikatan peptida adalah ikatan amida yang terbentuk antara gugus karboksil satu asam amino dan gugus amina asam amino lain, melepas air. Polipeptida adalah rantai banyak asam amino yang disambung ikatan peptida. Struktur primer protein adalah urutan linier asam amino dalam rantai polipeptida.
Pasangkan asam amino dengan sifatnya.
Ikatan peptida dan polipeptida
Ikatan peptida terbentuk lewat reaksi kondensasi: gugus -COOH satu asam amino bereaksi dengan -NH₂ asam amino lain, melepas satu molekul air (H₂O). Hasilnya ikatan -CO-NH- yang menyambung dua asam amino menjadi dipeptida. Tiga asam amino = tripeptida. Banyak asam amino = polipeptida. Protein adalah polipeptida panjang (biasanya >50 asam amino) dengan struktur tertentu yang menjalankan fungsi biologis. Urutan asam amino dalam rantai disebut struktur primer, ditentukan oleh gen di DNA.
Sorot ciri ikatan peptida.
Struktur dan fungsi protein
Protein punya empat tingkat struktur. Primer: urutan asam amino (seperti huruf kata). Sekunder: lipatan lokal seperti alpha-heliks (spiral) dan beta-sheet (lembaran), distabilkan ikatan hidrogen. Tersier: lipatan tiga dimensi seluruh rantai, distabilkan interaksi gugus R. Kuarterner: gabungan beberapa rantai polipeptida (contoh: hemoglobin = 4 subunit). Bentuk tiga dimensi menentukan fungsi: enzim (katalis), antibodi (imunitas), hemoglobin (transpor oksigen), keratin (rambut kuku). Denaturasi (panas, asam, basa) merusak struktur dan fungsi protein — itulah mengapa telur renggang berubah putih padat saat dimasak.
Susun langkah sintesis protein.
Bayangkan protein seperti kalimat dalam bahasa dengan 20 huruf (asam amino). Urutan huruf (struktur primer) menentukan kata. Kata-kata dilipat jadi paragraf bentuk tiga dimensi (struktur sekunder-tersier). Paragraf yang dilipat dengan benar membentuk dokumen berfungsi (protein). Salah satu huruf saja (mutasi) bisa mengubah arti dan fungsi — seperti sickle cell anemia akibat satu asam amino berubah di hemoglobin. Struktur menentukan fungsi; itu inti biokimia.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Bagaimana dua asam amino membentuk dipeptida?
Gugus -COOH asam amino pertama bereaksi dengan -NH₂ asam amino kedua. Satu atom O dari -COOH dan dua atom H dari -NH₂ bergabung jadi satu molekul H₂O yang dilepas.
Sisa -CO dan -NH- membentuk ikatan peptida (-CO-NH-) yang menyambung dua asam amino menjadi dipeptida. Reaksi ini berlangsung di ribosom saat sintesis protein, dipandu oleh mRNA yang membawa kode genetik dari DNA.
Jebakan: menyamakan ikatan peptida dengan ikatan glikosidik. Yang benar: ikatan peptida menghubungkan asam amino lewat -CO-NH- (reaksi antara -COOH dan -NH₂). Ikatan glikosidik menghubungkan gula lewat -O- (reaksi antara dua -OH). Keduanya reaksi kondensasi (melepas air), tapi pada gugus berbeda. Salah sebut bisa mengacaukan pembahasan protein dan karbohidrat.
Jebakan: menganggap jumlah asam amino tak terbatas. Yang benar: hanya 20 asam amino standar yang membentuk protein makhluk hidup, ditambah beberapa modifikasi pasca-translasi. Dari 20 ini, urutannya menentukan semua protein luar biasa beragam di alam — seperti 26 huruf alfabet membentuk semua buku di perpustakaan. Kombinatorik 20 asam amino menghasilkan lebih banyak protein daripada atom di alam semesta.
- Asam amino: monomer protein dengan -NH₂, -COOH, H, dan gugus R.
- 20 asam amino standar membentuk semua protein.
- Ikatan peptida: kondensasi -COOH + -NH₂, lepas air.
- Struktur primer: urutan asam amino (dari DNA).
- Struktur 3D (sekunder, tersier, kuarterner) menentukan fungsi.