Pengertian Biomolekul dan Senyawa Pembentuk Biomolekul

Biomolekul adalah senyawa-senyawa organik sederhana pembentukan organisme hidup dan memiliki sifat khas sebagai produk aktivitas biologis. Biomolekul dapat dipandang sebagai turunan hidrokarbon, yaitu senyawa karbon dan hidrogen yang memiliki kerangka dasar yang tersusun dari atom karbon, yang disatukan oleh ikatan kovalen. Kerangka dasar hidrokarbon bersifat stabil, karena ikatan yang tunggal dan ganda karbon-karbon menggunakan pasangan elektron bersama secara merata. Biomolekul bersifat polifungsionil, mengandung dua atau lebih jenis gugus fungsi yang berbeda. Pada molekul tersebut, dari setiap gugus fungsi memiliki sifat serta reaksi kimia masing-masing.

Bentuk Senyawa Biomolekul

Senyawa-senyawa biomolekul dikenal dalam empat bentuk :

1. Protein
2. Asam nukleat
3. Karbohidrat
4. Lipid

Dari ke empat golongan tersebut memiliki sifat umum dengan struktur yang relatif besar (berat molekul besar), karenanya disebut dengan makromolekul. Berat molekul protein berkisar antara 5000 hingga lebih dari 1 juta. Berat molekul berbagai jenis asam nukleat berkisar hingga beberapa miliar banyaknya, Karbohidrat dapat memiliki berat molekul hingga jutaan. Molekul lipid lebih kecil, berat molekul 750 hingga 1500. Tetapi karena lipid umumnya terbentuk dari ribuan molekul sehingga membentuk struktur berukuran besar yang berfungsi seperti sistem makromolekuler, struktur lipid juga dapat dianggap sebagai makromolekul. 

Protein adalah polimer asam-asam amino, karbohidrat merupakan polimer monosakarida, asam nukleat merupakan polimer mononukleatida. Monomer lipid memiliki bermacam-macam, tergantung dari jenis lipidnya. Diantaranya seperti asam lemak, kolin, serin, etanolamin, serin dan lain-lain. 

Fungsi Biomolekul

Biomolekul memiliki fungsi tertentu dalam sel, contohnya:

• Protein sebagai enzim, alat transpor, antibodi, hormon dan pemebentukan membran
• Karbohidrat sebagai sumber energi, komponen pembentuk membran dan dinding sel.
• Lipid sebagai sumber energi, hormon, dan pembentukan sel.
• Asam Nukleat sebagai koenzim, faktor genetika, pembawa energi dan penatur biosintesis protein 

Share:

Asam Amino dan Protein (Struktur dan Konfigurasi)

Ciri Molekul Protein :

•  Berat molekul besar (ribuan-jutaan)

•  Umumnya terdiri dari 20 asam amino

•  Terdapat ikatan kimia lain → membentuk struktur 3D

•  Strukturnya tdk stabil thd pH, radiasi dan suhu

•  Umumnya reaktif dan sangat spesifik

 Struktur umum asam a-amino

Konfigurasi Asam  a-amino

gambar 2.

Penamaan asam amino

                                                  asam amino               singkatan 3 huruf

Klasifikasi asam amino

Asam amino pembentuk protein ada 20 macam. Asam amino diklasifikasikan berdasarkan struktur dan sifat gugus R (rantai samping)

Klasifikasi asam amino :

1. Asam amino polar, R tidak bermuatan : Ser, Thr, Cys, Asn, Gln
2. Asam amino non polar, R alifatik : Gly, Ala, Pro, Val, Leu, Ile, Met
3. Asam amino dengan R aromatik : Phe, Trp, Tyr
4. Asam amino dengan R bermuatan positif : Lys, Arg, His
5. Asam amino dengan R bermuatan negatif :  Asp, Glu

 Asam amino polar, R tidak bermuatan

Asam amino non polar, R alifatik 

Asam amino dengan R aromatik

Asam amino dengan R bermuatan positif

Asam amino dengan R bermuatan negatif 

          Absorbsi sinar UV oleh asam amino aromatik.

Perbandingan spektrum absorbsi asam amino aromatik triptofan dan tyrosin pada pH 6.

Absorbansi triptofan 6x lebih besar dibanding tyrosin. Panjang gelombang maksimum berada pada 280 nm. Absorbansi asam amino aromatik fenilalanin relatif kecil sehingga tidak berkontribusi terhadap sifat spektroskopi dari protein.

Selain ke-20 asam amino tersebut, terdapat 2 golongan asam amino lain :

1. Asam amino yang jarang didapat sebagai satuan pembentuk protein, contoh :

                                                              

                                               4-Hidroksiprolin                5-Hidroksiprolin

•          4-hidroksiprolin terdapat pada protein dinding sel tumbuhan, 5-hidroksiprolin terdapat pada kolagen (protein serat)

•          6-N-metillisin terdapat pada myosin (protein kontraksi pada otot)

•          γ-karboksiglutamat, terdapat pada protrombin (protein pembekuan darah)

•          Selenocystein: cystein yang mengandung selenium (bukan sulfur), hanya ditemukan pada beberapa protein.

 2. Asam amino yang bukan pembentuk protein

Ada 300 macam asam amino yang merupakan senyawa antara metabolisme sel

Contoh :    b-alanin (dalam vitamin)

                  Sitrulin dan ornitin (pada sintesis arginin)

Beberapa asam amino lain terdapat dalam tumbuhan, bersifat racun.

Contoh :  asam jengkolat, kanavanin dan b-sianoalanin.

Asam amino esensial dan non esensial
Asam amino esensial : Tidak dapat disintesis oleh tubuh (harus diperoleh dari luar/makanan). Pada manusia terdapat 8 asam amino esensial : Val, Leu, Ile, Phe, Thr, Met, Trp dan Lys. Selain ke 8 asam amino tersebut, merupakan asam amino non esensial. 

KONFIGURASI
Kecuali glisin (tidak punya atom C kirall), semua asam amino secara optis aktif, bisa terdapat dalam bentuk D atau L.
Di alam, asam amino selalu berada dalam konfigurasi L. Monosakarida selalu ada dalam konfigurasi D.

ZWITER ION
Dalam larutan air netral asam amino selalu berada dalam bentuk zwiter ion (ion dwikutub)
Zwiter ion dapat berperan sebagai asam (donor proton) dan sebagai basa (akseptor proton)

Donor Proton : 

Akseptor Proton : 

Sehingga asam amino sederhana, seperti alanin merupakan asam amino diprotik (dapat melepaskan dua proton) 

                  Kurva titrasi asam amino         

  

            Contoh : Kurva titrasi glysin 0,1M

• Pada pH rendah glysin terprotonasi penuh +NH3-CH2-COOH.
• Pada pertengahan titrasi pertama, gugus COOH kehilangan proton. Terjadi keseimbangan antara proton donor (+NH3-CH2-COOH) dan proton akseptor (+NH3-CH2-COO-)
• Pada titik ini pH = pK1.
• Pada titik pl, glisin dominan dalam bentuk ion dipolar, +NH3-CH2-COO-
• Bila titrasi dilanjutkan maka akan dicapai pK2, dimana terjadi kesetimbangan antara (+NH3-CH2-COO-) dan (NH2-CH2-COO-)
  

TITIK ISOELEKTRIK

• Setiap asam amino yang muatan positif dan negatifnya berimbang, disebut berada pada titik isoelektrik
• pH pada saat itu disebut pH isoelektrik (pl) 
• Pada titik isoelektrik, kelarutan asam amino paling kecil. 

PEPTIDA

• Dua asam amino dapat berikatan secara kovalen, yang disebut dengan ikatan peptida, membentuk dipeptida.
• Tiga asam amino dapat dihubungkan oleh dua ikatan peptida, sehingga disebut dengan tripeptida
• Oligopeptida (terdiri dari beberapa asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida 
• Polipeptida terdiri dari banyak asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida.

                                                   

                                                     Pembentukan Ikatan Peptida

Pantapeptida serylglisiltyrosilalanilleusin

(Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu)

Seperti asam amino, peptida juga memiliki kurva titrasi yang karakteristik dan pH isoelektrik tertentu (tergantung asam amino penyusunnya)

Share: