Bab 07 Asam Amino yang Terdapat dalam Protein

7 dAaslaamm APrmoitneionyang TerdapatfsarnaanaabsaAoiausmmsmogdesbsananginaaaiiiimmtkaSgnlnnnymaaa)taeoooii.hdsicnafa,kaaispabmmSmgpamidmaresrerteaiiardiiaibmnonnbnnnaanaadoooygkdoegmuassaniargimbmoek.laaa.igueabmndnneaiRrgPmupaonangs,uara,aileirkdifasmnhdtanmraauehatamntptekraneunrtndaiorgpaaskuytagrdiaHnisaankbpapsiiitnnflissaofunaeitiiaisgktkknlidsikmfayissauguaslmaii(dsuoinlihrrgniu,,sn,aareguiigaadnksossdsgpaiyreetegmsuaueoualbmcleaaanrasefnaalbliiouirargsgnunaaaibhatmpikamsimiakbrakthminoeaieikymnnrtrsauiksbegsomsaoapnaoieuuinamnsefgtnrisgsmaaayas.sujauaintmiufaimfnnssniSgpampekgbeoaeotatoadaemielslmnsdsaataramliiaa.bgalmorrtiabmeinhoear,Dfmaeyninmboratugtpupbjkeaausnuaaranektiagtkoganngdirgoarkatpgadatbnpeme,sisauoirkfsaenb.iogmnmskiermgsuetugsiSueeednbnitgipmnlireaaagnggafuarmglagmub,toassa,tidapgtimmaineainkdwausngiLdemiaeotnsaumsm.ubn,uidnnamnuniSbmaiaaomaygaoeeetknmasuuhbnmriaanpdcdaaatamniuioagatgncgnnla.lnki,iituaacknnaaiabdgrincimnapmaueaip-nrrrnssu(sKadiaolhaia)naasde.natmsisiteon-daartaaia-grmnntoiu-.-©jbm(vtyk(dgaapreriaalkenuoiernsksngaibroKgPtauktslai-aneeasanaoldbnimdnct)dkaaeabguutanlrtenaianuol3rlarsanimsgticMgaerhdanktiuubaauf=leeegsvibawdhnmnamycssoni4ouatgueahnaloap1mnnrat=unnahgeu-ndmgge1de5dldsmialona2i3uaeloknsdrb,a-nS%neuakiaadi1mdbyirdnrrsla)tc6uaaaa-aiaae.rhXgnpttmp.llagKeaaedageBhr%tlhhn.taunaauleartudsmda)n2orbtist.mdaeuhgr,teeah3(rraaoakbechHtialldeebtanaeamtanearyiiisrrhslmakptaagabikdeekpran/seaaboraurdineagiwleutgbbLtodadvitldtkidamrausoenemao(ahe.lnrbrranlmnIds(gedeiimyaggpininraebrmaaiudetrinpgneaaenampiardldmdgnmhma)isnaapiga.kueamprlvyeeankaigbHeaemdeunhndcesnruyerlpeiouruapau.amaulesaihrkmnpysrinoadeistglieabattaiibao=ermnmhharbaiikagatfnt1ebe0ehrste7rnuik,mdradak2tmldaiktass-seaeniapasl1kaenthareltua,rriyaamu0utaettndeuedannshgamlmbaist)aprgvuynaebhiageoaulbkaysip/ndlnlnkd2auduieyakggaarkLmnbalhurrna)igkabaadbGash.tuhriaadiiputinsrgtpa2emaasimlan3r\"ebinaaaecasg,lenhge4drkenesrnaei%llan7bkohgedhb,daes-ab8eiy(owaalitmruaabphpcgeasnmneaiaaon%ehtilngnk\"---lit,Ohgtmhaieamnektrkjsapaaalhangk.pokanSbadaaleamoCklarluwtayekellmhaeaianlKri(iaunrgbbnuaaaudcrkltngiaaeucsyatrmo)a.aakkrridalkehdaadaatlsiradneoekhik-ntaeoirsasmtapeaanmaoremskrrespaakindanhsagiriganaakknnplei,da.rrdmieidPuantaeiaugbnmnbaegyunerdinuehraijrsrakaidiisalsah.aaunem1Tarb8inminadtataesaaslinmkhineusuatetijaenrsnut-r,dXyddkaaaitedpjapnuamadagmkdatpdaeprdairiaabikwaibaphadwikbypnouaaaugmnmtbkgypeipeaasnenukr.nglumAaymsknaieerikamlrhikkitpdreysbeaimasarratnkalitaihhuig-lt STRUKTUR ASAM AMINOaSmepinerotiddaniissyeabruaatkhagnugouleshansaammaknayrab,okssuialatut (aGsabmr. 7a.m1)i.nPoamdaensegmanudauansgamsebamuaihnogyuagnugs

6 6 BAGIAN 11 / DASAR-DASAR KIMIAWI DAN BIOLOGIS BIOKIMIA^.^.j}(^J karboksil ktdaPudaiakgnadulaaganshupaagHkmsuaesnfkaaikmatuaalniirrn,btuog2okukydgsasaiuinlnnsgmtpaebKemseli^esrinlpuapoanirsntomkuatakneenimnngs,buielagagbwuiuunsgaayhuaass-epbabrimeonurtaiibonhmenodpedarlaa-oedbnktaoeabldntaeahrdk,maepsnueKaka^bttioeatumarnnmr tn9uaue--akg1ktaa0gatnruib(fgpGouoWnbssria.at(lik-7afka,u.2rapsbr)eu.bodnnoaknu2sgn)i--.lfRj Rantai mrm7atdduam.auee3nmnammi)tpSnap.suiiioeaellllniisbuamkkiguishiintuaii,ehnrnagyamgsduanaakipgtntmhioaaungkimtsaadtsnsmeaihuirsmsibidekidnsiabarontypuroioaetatgyunntgeadegadnnuana.nggkblyuDeaeksasmdreeanbuRrnrgeibakg,ndnoobagyayknnea.asfdrniibdUigglgaee,unjdudmmurtanaaugil,aaskkaaskiighiaamuDn1nngbg9euaa-aldmeytsd-aakkaalauaaaanrsmitmrgLibnkai.aongnessBnoaianae,mc-stbnegekaetrsuamuamrigrsmksbiiufanipoDsamnrntosokdiaanta(aetsltrounieiibhnmromLasskeetamettbsmGmiriaudilabskit,al,ir,kinr.lkadaga7dinia--n.atnmk1sape)aiaa(a.brGtsssbKuiaidbonasemirihng--., sisi kgoungfSuisegmuyrauanasgiasLida.eman-taKimka:irndbouoanyaapntoagmddaihtgeildmirsouingkeatnind,adykaalnaasgmimspaertoturtniekyinakatbureebrnfuuahn,kgkasericbsuoeanbliainggialiimsirneam,ntmialiiekmsiiisdlii.ukaipgambGtoHuobunsmarf.tmaaaham7neli..indi1,ngr.gooaSugn, gtedrsnuuue,snkbdgtuauamaernhmisnsupegoaabuttduugasauunhasbsrkasakatmniarttbruabaoeiomknsks;iiissnsliieolm(,b.Ruesa)am.e-hbKPiulgaaiakudrhi-a-^ COOH: H3N--C-H R p/C'-2 buhybyfalaeismneueaasbarrnntriiiukkomuggFhnkilafuoospmiahantdgmamairbegaildnseininismrn.amnuiodgsoekAnfmbealiahjnnmleasuadiiagrlykdskeuaimaai,rkmninnuoagmgdsrfiansluiu-imeliisbmtaikfkmaakaatiitaenungtuircsmolika-aiseihnkneipsmndmugmaitediaermbkiegiiaunaetlrusfsrjiruaaakrugiisnma(dmimuiTnngisriyataaanaadgambnRnomianuentarsagiglryyiinaiusraa7sonssiisna.naitu1andsagngbn)siigagk.eatpdnapauarmSoettrdskponlihaneanabbtgisrroegdmeeaaainkrrrtnrnnioeupeaknntfmaptoapoaoaykalnpaunbaas(niarisGipkd.jstitaosanbaaiSan(dnltglrenaumag.akcprom-k.7aipahont.traaus4bpasaiisr)tneotur.ksirlurffmyaOaeeknraaslblut)eagtneui.aaltaahgruiYuttsfarpkatannuperranne.ohoarryggdnlateAaaeaintnlrraitsa,ain.iidaifrndmiSiatptgtaeeenubaurrrbt,ieadunsaarmaaetaitgsasibkisigpimafunaaiaHmastnnoa-ti, COO\" :H-,N-C-\"H I RpK'-g-IO COO\" I HgN-C-H R COO\" COO\"jaaaGiuod-mgnbaaiamirlnsa.aoihms7n.i.obe2Pdme.ainbdiDtlreuaiaikrksnmpiotHdasugiiiaaumfstsgaaiisuanaiglns.niuayyg(Sag~aue.un7sbgg)aa,ug-sydikaaaaannp-rgakbtaaopsrkmabrsemoiedlknosdgmaiaalmnliandimnaaanno-i i. H^-C-^NH3 R R Asam L-amino Asam D-amino Asam D-amino jarang dijumpai O O dalam makhluk hidup. Asam ter- // // sebut yang penting bagi dunia H-C H-Cmedis terletak di dinding sel bakteri danpada beberapa antibiotik yang dihasilkan 14oleh bakteri. HO 1^-C-^OH Pada larutan encer, asam amino T nonpolar sering dijumpai di ba- ? gian dalam protein globular, s e - CH2OHmentara rantai sisi hidrofobiknya mem- CH2OHbentuk kelompok-kelompok yang tidak L^liseraldehidamengandung air. Pada protein membran,asam amino nonpolar terletak di permu- o-GIiseraldehidakaan, tempat di mana asam tersebut ber-interaksi dengan bagian hidrofobik lemak dad(dGt-auiabjknaunarnmdrD.yab7paop.aa3ktdiai.snadpAilaalaahksdhdaabadmsenmt^reLgararaea-ntanorumidtissasii-iiotagnums.aomiIrsekdipirsaaa)mtng.nalegGnDinstuiek-jnaagreduamuhilashdirinakeaophha-.eanidlmmBuadaebiernn(anlotkciguhaeakda.rnattLBanGsmeaanb(detttromaau.mlnkau6dh-t.DaHa4sr)pad.mmatauneno-anslhLueaktjhuuauindtlkay.aemlaRaab)her;efaebynhraateuypnnkaegsnmiymgabuaneanngnctugacska,eerrscabmeahemrinanmet.aunalKktasamuerLk-aimembran.

BAB 7 / ASAM AMINO YANG TERDAPAT DALAM PROTEIN 6 7 Nonpolar, alifatik COO\" COO\" Siklik Aromatik H3N - c - H COO\"HaN-C-H Lebih polar ;cH3; H p N V - ^ C 1H p ^: Nonpolar ' r ' r ; H2C \" CH2 *Glisin Alanin Prolin Rantai bercabang COO\" COO\" H3N~C~H COO\" H3N~C~H \ OH2 1 j ^1 : 1 CH3 :HgN-C-H Isoleusin ' CH 1 Fenilalanin Tirosin Triptofan : CH : /\ : CL/Heu3\ siCnH 3:1 i '-, C H 3 C H r Vaiin 1 Polar, tidak bermuatan Mengandung sulfur COO' COO\" COO\" COO\" COO\" COO\" 1 HgN-C-H H3N-C-H H3N-C-HHgN-C-H j 1 1 CH2OH 1 : H-C-OH: H3N-C-H : CH2:' k ^: H2N 0 ; H^N-C-H :' l C H 3 i; ICH21Asparagin CH2: : SH : A; :-i 1s 1 HgN 0 : :1 ^ Glutamin : CH3: Serin Treonin Metlonin Sistein Negatif (asann) Bermuatan Positif (basa) COO\" COO\" COO\" COO\" +1 .I ^I ^IH3N-C-H H3N-C-H H3N-C-H H3N-C-H ;cH2^\"\" :CH2 ^CH2 CH2 : CH2 :CH2 CH2 :coo\" :CH2 CH2 i COO\" I Aspartat :NH CH2 Glutamat NH3 ^ c = NH2: Lisin HIstidin :NH2 ArglnintGneorblsaret.b7du.at4nt.idRinaadknomtla.iutsliaski .aTsaimrosaimn idnaon. tRriapntotafiansi,syi adnibgetreirtcaanndtuam. Absearmsaammaindoendgiaknelaosmampoakmkainnobnerodnapsoalrakra,nmpaoslianrgit-amsarsainntgairesilsait.ifNpaomlaurnk,apreennageclionmcinpofkea-n

6 8 BAGIAN II / DASAR-DASAR KIMIAWI DAN BIOLOGIS BIOKIMIA 000' Tabel 7.1. Singkatan Untuk Asam Amino ^I Alanin Ala Satu-Huruf' H3N-C-H Arginin Arg Asparagin Asn A f H: Asp R Aspartat Cys Glisin Sistein Glu NGbr. 7.5. G l i s i n , a s a m a m i n o y a n g p a l i n g s e - Glutamat Ginderhana. a-Karbon tidak asimetrik karena gu- Glutamin Gly Dgus R (diberi tanda) adalah atom hidrogen. HisOleh karena itu, glisin bukan D atau L . Glisin lle C Histidin Leu COO\" Isoleusin Lys E Leusin Met 'CH2: Lisin Q •CH21 Metionin Phe G Prolin Pro H Fenilalanin Ser 1 Prolin Thr L Serin Trp K Treonin Triptofan Tyr M Tirosin Val F Valin P S T W Y V •Yang biasanya digunakan adalah singkatan tiga-huruf. Singkatan satu-huruf digunakan terutama untuk menentukan urutan asam amino dari rantai protein yang panjang.Gbr. 7.6. P r o l i n , s u a t u a s a m a m i n o s i k l i k . a - Asam Amino dengan Rantai Sisi Nonpolar dan AlifatikA m i n o nitrogen bergabung ke dalam suatu cin-cin, yang memiliki struktur yang kaku. GLISIN DAN PROLIN COO- bmmhbgaGseieuleedasrsimlrumsaeokirknkbgiuaameaemrpmrtnaiiaaesknibtenmailickodnaliaaeailrniyskckage)aii.ldslnk,ieOissgokaceilvtniabepotaruhamatflaleelkiebhrnnhadkegairasrkdetimpeobsnraoemiaartldgkaitiedennhatrnautaishadl,aaimmdrgmnoasleeagilinnsasesiidiemunn,mmaamnsmbtspuetueaerpblmuptmaakikrlgbaboirtanneuuetinegrrarriitnpnikaukngrn.akuotntayDrtasaneaifeinignlnsbgelagiaukns(iaidsinGn,hisibtbtstpeeieecrilrmr.hhiiainti7akkapnck.sta6igmi,ntf)gsi.aita(ynorsAGuaialgmetknmblohitgrasmu.liaarnkt7m(onay.ym5mkiiaant)unrei.oot.garuguKtp,apeparuaanaorltnkelgioinyanumnngaa-, H 3^N - CI - H ,.|.... ICH3: AlaninB Asam amino rantai bercabang ALANIN DAN ASAM AMINO RANTAI B E R C A B A N G COO*\" AV7si.sla7ail)ni.anil,nifladetauikns,ianns,oadmnapnoamliasiron,loeduarsnainnbtaemiruebkmeuricrlaaiknbiabnreagsna(trav.iaAlbienlar,nclaienbuasminneg,ndygaaannngdisuosnalgenugssaeitnb)huiamdhreogmfuoiglbiukiksi mr(aGentbtiarli.. COO- H3N-C-HH3N-C-H '^\"\"^^I CH3'^CH3: Leusin Valin COO\" COO' COO\" H 3+N - CI - H H 34N - CI - H 0H3+N-CI ~H \"H-C-CHai CHo CHo OH CI H3^ IsoleusinGbr. 7.7. A s a m a m i n o d e n g a n r a n t a i s i s i a l i f a - Fenilalanin Tirosin Triptofant i k . A . A l a n i n . B. A s a m a m i n o r a n t a i b e r c a *bang (valin, leusin, isoleusin). Rantai sisi asam Gbr. 7.8. A s a m a m i n o a r o m a t i k .amino ini bersifat hidrofobik.

BAB 7 / ASAM AMINO YANG TERDAPAT DALAM PROTEIN 6 9 Rantai A. Hidroksi COO\"\" H3N-C-H protein 000\" H-C-OH(stacking)Gbr. 7.9. S u s u n a n b e r t u m p u k gugus aromatik untuk membentuk interaksi hidrofo- +I I H3N-C-H CH3bik yang kuat. fcHgOH; TreoninAsam Amino dengan Rantai Sisi Aromatik SeringsdcmAseeiuansebbnsatcuuFimiftlaanerehhinanpatlioecnmtalolriainasnitflirnteaacn,obnoni.gnyuianelataernndrobmgoaimdhmpeimaangpattegituokirsaglkuaanusplrydeisanacudkgniananagrrgmndaipmoessaalnteensdrlubayuaemmuakkfa.tapeuhltnureikakmglleaua(lbkgGaheanubrri(skprnbA.aof^i7kenat.aan93rn^i)el.,(nd1WPaey0na)-at,kgnilraaasgorenubsdpsioanaaunlnnna)mg,gnjykaieunatangnng(ahgGaithndrmbiidrdproeu.rtfroon7ouffg.bpao8ianb)skk.ei.kambT,nuCeeatrmgiihdnruioacglgpsiiuunkians--it B. Amida COO\" *I H3N-C-H \"'^'^CHg- C.Asam Amino dengan Rantai Sisi Polar dan Asparagin GlutaminTidak Bermuatan C. Mengandung SulfurksdtdddapdGseaeimauaurrinutroonnnaauiikgftAnnndeigaua(slyyaiGdlniatsdnaaukoamdabatmanaanglrmsa(seyr.m\"alaibtoaalnmm7mraiaibsienh.istgei1uonranaanu1moln,hmmgmayg)gidi-re.nuduieeimmanrknWsnntmmooeaaoughfmisadeibnaoiiinlindnnenbgpaaogrrgiigukaiasokrautampiii\"knnfrsgmu)ddas,epkdunitidmaaeaaulsrtnarpnmntabiptiangopagureaaama,loatndnasdngddsditaraaeidduauaa,mnnulagknstaagane-nuebsmgsaatiyrsgeaakasilnarmnupmahasl.sstmitaiiadeafdeSrttaambnuanireiatdmousnrtyamahastkahaiteenktihsn.wiiridbidnnoeKbleruarooaoenoetpdltnpgrcatdofoamiebooeiemunlnnrelnbraausa,rri.dmenardik.ssnbaytaul,eeAatuanlaltrenagiftsiirnugpmo.nupamroungAgayklgeiruaksasn(admuinseGargislgmrktbdhaibeenaeasbeirlmdrnmaane.diermttugrn7inoaiuikdafiki.nakk.1nnaaapsa0ngoitiopdkaal)llnua.idnaiaanrydttnirN.iaadaaypmbnRkeaaeenmaamaihrrkngsrnsmeieupaaditmnnaafarnurabadri,oukatpoagkanksgrlnehaigaoeeisiinnnh----li- COO' coo~ Sistein H3N-C-H HgN-CH-COO\"\" H3N-C-H ^CH2 CH2 : CH2' :I S : SH I CH3 Metionin Sistein Gbr. 7.10. A s a m a m i n o h i d r o k s i , a m i d a , d a n yang mengandung sulfur. Asparagin dan gluta- m i n dibentuk dari aspartat danglutamat. Serin. treonin, asparagin, d a nglutamin dapat m e m - bentuk ikatan hidrogen. Sistein dapat memben- tuk ikatan disulfida kovalen. Gugus ^ H ' sulfiiidrii . m\ H3N-CH-C00\" Sistein B Reduksi Oksidasi N H3N-CH-COO- H H-0 Dlsulfida f ' Ikatan hidrogen - t :: sI: : • ^• .• I + -M\" 0-H H H3N-CH-C00\" I O SistinGbr. 7.12. I k a t a n d i s u l f i d a . I k a t a n d i s u l f i d a k o v a l e n d a p a t t e r b e n t u k a n t a r a 2 m o l e k u l s i s t e i n Gbr. 7.11. I k a t a n h i d r o g e n y a n g m e l i b a t k a natau antara 2residu sistein dalam satu protein. Senyawa disulfida disebut sistin. Hidrogen (de- nitrogen atau oksigen.ngan elektronnya) dari gugus sulfhidril sistein hilang selama oksidasi.

7 0 BAGIAN II / DASAR-DASAR KIMIAWI DAN BIOLOGIS BIOKIMIA Sebuah batu ginjal dikeluarkan burueunnsattiuuhKdkkuaikrmmseaienestatmmaenibgbndeueinngdsttuauuulslkakfhimdsiddaiissrsuto(uiGankltf,sbuiidyrl.apna.ryn7oag.M1t,e2tisies)nir.as.dtlPenireiyinmad,dbaae2rpniamt2tuokbmlaeeonrkilunedltkiesusruliaslkfstiesidsiinatdeijednunaggpyaaaantndgmagpuedagnitsugatsaetlursajukamladfnihi iodaonkrlietslahidrlaasaiesn2-i dari Cal Kulis s e g e r a s e t e l a h i a dirawat d a n rasa nyeri di ping- Asam Amino dengan Rantai Sisi Bermuatangangnya segera menghilang. Analisis batumemperlihatkan bahwa komponen uta- dtaPDamaaunldiagaanmapopsHaHianmtyatfeauaarnamapglkaiis,nldieo5abeilaslhaeesikanntitmynnrayogwasagtmiaat.itidiGlnkaaouikndgmbeu(ensGengmybiaiariunl.niakg7gtia.ub1ngme4,ur)utms.eatutyaaaapntniagmpnaebpdneoajrsamirdtauiinfabttaaeatiranmusibusneiaertmglaaanewtrinafeenkdgaaaanpt(iaGpftabpbdrae.adra7pa.ers1rea3anm)n-.manya adalah sistin. Secara normal, a s a mamino yang disaring oleh kapiler glomeru- ASPARTAT DAN GLUTAMAT, ASAM AMINO BERMUATAN NEGATIFlus ginjal m a s u k k e dalam urin tubulus,tetapi hampir seluruhnya diserap kembali bmmmA(ssTiee,suouhraadalamibNemantteakaunigllnnuagaar7ltaasiann.pnd2npedeaAte))ggia.rTnsjaitaaAeugattsbitimaupiffunsnadlitd(abtammluiahniislskhuneeaaagabymgmtpltuauuabHtBgntasaamuaaewsmnstbsaiaopaamnrala4taomsra,patmdauaampdseatdeeeantnanrdpmagsgganaraaanaad(nmnnnanajedgcatupgraiuladmaKuainnni^ttsclgaiti,a)faHsm.hsiia(epaGPssssnetaeiap.bsdsmtdeiiraeea.srrasika7spseoa.yaHsd1rnmaeb5b-nfno)Heag.agkraamBmasmlsiniei,sulenanejpanotutltrgubamoptakanteallloraadcannsmhshaeea)mgbimm.rauaepttPonnriafltoaagmea,dtdakioyiaalunnaaslloaiipimstshHyuiayia,sasmdnjienkuigkegs(umtrioritbebasdalkeeainraararhgk---4,dari cairan inik edalam darah melalui s e ltubulus proksimal ginjal. N a m u n , urin T n .Kulis mengandung a s a m amino sistin (ha-sil oksidasi 2 sistein untuk m e m b e n t u k se-buah disulfida), arginin, d a nlisin dalamjumlah bermakna, suatu temuan yang kon-sisten dengan diagnosis sistinuria (suatugangguan genetik). Pada kelainan ini,sistin, yang kurang larut dibandingkandengan sistein, mengendap dalam urin,membentuk batu ginjal. CH2 GH2 CH2 O\" A. Asam amino asam COO\" 000\" I +I ^I 0=0 H3N-C-H H3N-C-H X -1« « » » » CH2 4- «1« - « - » :cH2Gbsiesbrimrb.ue7ar.mt1a4nu.antIanengteaprtaoikfssiptiiafedlpaeakadtsrapolasitrsatiatnitk.daanntraarnatarai nstiasii iCOO\" ^COO\" Aspartat Glutamat B. Asam amino basa COO\" COO- COO\" 1 -C-H +1 +I H3N-C-H H3N-C-H iCH2 i CH2: ' CH2 \" :CH2 i CH2: I 4. c 7.1: Michael Sichel menderita :CH2 : CH2:mutation) yang (pointanemia sel sabit, yaitu penyakit :NH i CH2 i -V di mana terjadi mutasi titik * 1+ t menyebabkan asam amino :« + i NH31keenam pada rantai p-globin hemoglobin * C = NH2berubah dari glutamat menjadi valin. Per-bedaan apa yang anda perkirakan terda- i1pat pada sifat kimia hemoglobin sel sabitapabila dibandingkan dengan hemoglobin :NH2normal berdasarkan perubahan komposisiasam amino ini? Arginin Lisin Histidin mbmGobeeknmrsg.ibla7any.w1da3uan.ngmAgbusneaairtmtamrnouagpameatnadinnayopanHanesggafamibtsieifodr,mlaosneugmaiasts.aeannRmtaapnaroamtsairiitanisnfoistaibiaasssaiasm.iAaassmaamminoaamamsiainnmoo mibnaiesmmaielmmikeiimliskeilibikuraianhgtaugigusugisusisyyakananrg-g

BAB 7 / ASAM AMINO YANG TERDAPAT DALAM PROTEIN 7 i Bentuk yang predominan pK. Bentuk yang predominan di bawah pK. di atas pK. Aspartat [-CH2-COOH 3.9 + H+ Glutamat f - CH2 - CHg -CCX)H I-CH2-COO- Histidin [ - c H g - ^ ^ 4.1 [ - C H 2 - C H 2 - C O O ~ + H* 6,0 + H* Sistein j-CHgSH 8.4 + H* I-CH2S- Tirosin -OH 10.5 + H* Lisin [- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - NHo 10,5 [ - C H 2 - C H 2 - C H 2 - C H 2 - N H 2 + H* NH2 12,5 h CH2-CH2-CH2-NH-C^ MU NH2 Arginin | - CH2 - CH2 - CH2 - N H - + H* NH2Gbr. 7.15. D i s o s i a s i r a n t a i s i s i a s a m a m i n o . S e i r i n g d e n g a n p e n i n g k a t a n * p H , m u a t a n p a d a r a n t a i s i s i b e r g e s e r d a r i O m e n j a d i + d a n d a r i + m e n j a d i0. pA^a a d a l a h p H d i m a n a s e p a r u h m o l e k u l d a r i s u a t u a s a m a m i n o d a l a m l a r u t a n m e m i l i k i r a n t a i s i s i y a n g b e r m u a t a n . S e p a r u h l a i n n y a t i d a k b e r -muatan.Tabel 7.2. Sifat A s a m Amino yang B i a s a DitemukanAsam Amrno liiiiiiilikii (Karboksil) (Amino) ••iAlifatik nonpolar 2,4 9.8 10.5 -0.4 7.1: Dalam hemoglobin nonmal, Glisin 2.0 11,0 1.6 glutamat terletak di posisi 6 ran- Prolin 2.3 8.4 1.8 tai-p hemoglobin. Asam amino Alanin 2.4 9.7 13.6 3.8 ini membawa muatan negatif pada rantai Leusin 2.3 9.6 13.6 4.2 sisinya pada pH faali sehingga dapat Valin 2.4 9.6 4.5 mengikutsertakan interaksi elektrostatik. Isoleusin 9-7 3.9 Mutasi yang menyebabkan anemia sel 1.8 4.1 2.8 sabit menyebabkan glutamat ini digantikanAromatik 2.2 9.1 6.0 -1.3 oleh valin. Valin adalah suatu asam amino Fenilalanin 2.4 9.1 10.5 -0.9 hidrofobik dan, oleh karena itu cenderung Tirosin 9.4 12.5 berinteraksi dengan senyawa hidrofobik Triptofan 2.0 2.5 lainnya. (Struktur hemoglobin akan dijelas- 2.3 10.3 1.9 kan secara lebih rinci di Bab 8).Polar tidak bemiuatan 2.1 9.2 -0.7 Sistein 2.2 -0.8 Metionin 2.0 9.2 -3.5 Treonin 2.2 8.8 -3.5 Serin 9.1 Asparagin 1.9 -3.B Giutamin 2.2 9.6 -3.5 9.7Bermuatan—negatif 1.8 -3.2 Aspartat 2.2 9.3 -3.9 Glutamat 2.2 9.0 -4.5 2.2 9.0Bermuatan—positif 9.5 Histklin Usin ArgininRerataApabHa asam amino ini terdapat dalam protein. pK, untuk rantai sisi dapat berbeda dengan nilai untuk asam amino bebas bergan-tung pada lingkungan k>kal asam amino dalam struktur tiga-dimensi protein. Indeks hkJropati adalah ukuran hkirofobisitas asam amino (semakin tinggi nilainya, semakin hidrofobac). Angka-angka dkiasar-kan pada Kyle J . DoolitUe RF. J Mo/Bibrf 1982:157:105-132.

72 BAGIAN II / DASAR-DASAR KIMIAWI DAN BIOLOGIS BIOKIMIA dari 4,jumlah molekul yang membawa sebuah proton dan,dengan demikian, tidak bermuatan lebih besar daripada j u m l a h molekul yang bermuatan negatif. Pada p H d i atas 4, m o l e k u l yang predominan telah kehilangan sebuah proton, sehingga bemiuat- an negatif. ARGININ, LISIN, D A N HISTIDIN, A S A M A M I N O B E R M U A T A N POSITIF Karena mengandung nitrogen, rantai sisi arginin, lisin, danhistidin dapat mengalami protonisasi dan bermuatan positif (lihat Gbr.7.15 dan Tabel 7.2). Untuk masing- masing asam amino ini, bentuk berproton yang bermuatan negatif tersebut merupakan b e n t u k p r e d o m i n a n p a d a k e a d a a n d i b a w a h pK^, s e d a n g k a n d i a t a s pK^ b e n t u k y a n g predominan adalah bentuk disosiasi yang tidak bermuatan. Arginin memiliki sebuah g u g u s g u a n i d i u m p a d a r a n t a i s i s i n y a (ipK^ 1 2 , 5 ) , d a n l i s i n m e n g a n d u n g s e b u a h g u - g u s a m i n o p a d a k a r b o n 8 ( e p s i l o n ) (pK^ ~ 1 0 , 5 ) . O l e h k a r e n a i t u , a s a m - a s a m a m i n o i n i bermuatan positif pada p H fisiologis (-7,4). Histidin memiliki sebuah cincin imidazol {pKa ~ 6 ) . D a l a m p r o t e i n , pK^ g u g u s i m i d a z o l t e r l e t a k a n t a r a 6 d a n 7 . O l e h k a r e n a i t u , ini menitrasi dalam rentang p H fisiologis, dan perubahan kecil pada p H atau ling- kungan lokal dapat mengubah muatan. Sifat i n im e m u n g k i n k a n histidin berperan penting dalam fungsi protein. SISTEIN DAN TIROSIN R a n t a i s i s i s i s t e i n (pK^ ~ 8 , 4 ) d a n t i r o s i n (ipK^ ~ 1 0 , 5 ) s e b a g i a n b e s a r m e n g a l a m i p r o - tonisasi d ib a w a h pA^anya d a n tidak m e m i l i k i m u a t a n (lihat Gbr. 7.15d a n Tabel 7.2). D i a t a s pK^, p r o t o n m e n g a l a m i d i s o s i a s i , d a n r a n t a i s i s i k e m u d i a n m e m b a w a m u a t a n negatif Oleh karena itu,dalam protein asam amino inibiasanya tidak bermuatan pada p H fisiologis. TITRASI ASAM AMINO Apabila asam amino yang tidak memiliki rantai sisi yang dapat terionisasi dititrasi, a k a n t a m p a k d u a n i l a i pK^, y a n g p e r t a m a s e s u a i d e n g a n g u g u s a - k a r b o k s i l d a n y a n g kedua dengan gugus a-amino (Gbr. 7.16). Pada p H rendah, kedua gugus membawa proton. Gugus amino memiliki muatan positif, dan gugus karboksil memiliki muatan nol. Seiring dengan peningkatan p H dengan penambahan basa (OH\"), proton terdisosiasi dari gugus karboksil, dan muat- a n n y a b e r u b a h d a r i n o l m e n j a d i n e g a t i f d e n g a n pK^ t e r l e t a k d i a n t a r a 2 d a n 3 . G u g u s amino menitrasi pada p Hyang jauh lebih tinggi (antara 9 dan 10), danmuatan gugus ini berubah dari positif menjadi n o l seiring dengan peningkatan p H .Dengan de- mikian, asam amino yang membawa muatan hanya pada gugus a-karboksil dan gugus a-amino memiliki muatan keseluruhan yang positif pada p H rendah, muatan positif dan negatif (muatan keseluruhan atau netto sama dengan nol) pada p H fisiologis(se- kitar 7,4), danmuatan negatif pada p H yang lebih tinggi. S e l a i n n i l a i pK^ y a n g s e s u a i u n t u k g u g u s a - k a r b o k s i l d a n g u g u s a - a m i n o , a s a m a m i n o d e n g a n r a n t a i s i s i y a n g d a p a t t e r i o n i s a s i m e m i l i k i pK^ k e t i g a ( G b r . 7 . 1 7 ) . pK^, ketiga ini sesuai dengan rentang p H d imana proton pada rantai sisi mengalami diso- siasi. p H di mana muatan netto molekul dalam larutan adalah nol disebut sebagai titik i s o e l e k t r i k ( p l ) . P a d a p H i n i m o l e k u l ( d i s e b u t zwittehon) t i d a k a k a n b e r m i g r a s i d a l a m lapangan listrik karena j u m l a h muatan negatif pada masing-masing m o l e k u l setara dengan jumlah muatan positif K O M E N T A R K L I N I S . Setelah 3 hari pemberian narkotik parenteral untuk menghilangkan nyeri krisis vaso-oklusif, selain hidrasi, inhalasi oksigen melalui hidung, danterapi hidroksiurea, gejala akut M i c h a e i Sichel secara bertahap mereda. Apabila nyeri hebat tersebut tidak menghilang, harus dipertimbang-

BAB 7 / ASAM AMINO YANG TERDAPAT DALAM PROTEIN 73— + i pKa2(aNH3) = 9,8pH - /pl p/Cai (aCOOH)=2.4 /r 1 . . . i . , . , 1 , , , , 1 1 1 11 0,5 1,0 1,5 2,0 Ekivaien O H COOH COO\" <- COO\" +I +I IH3N-CH2 ^ H3N-CH2 H2N-CH2 ph pH di antara pH di bawah 2,4 2.4 dan 9.8 di atas 9.8 Spesies predominanG b r . 7 . 1 6 . Kurva titrasi glisin. Spesies ionik yang predominan dalam masing-masing daerahdiperlihatkan terletak di bawah grafik, pl adalah titik isoelektrik (di mana muatan netto mo-lekul sama dengan nol). p/<'a3(aNH3)=9,3 0.5 1,0 1,5 2,0 2,5 Ekivaien OH COOH 000\" 000 COO\" I I +I IH3N-CH H2N-CH H3N-CH H3N-CH pH pH di antara pH di antara HN—^ di bawah 1.8 1,8 dan 6,0 6,0 dan 9,3 pH di atas 9,3 Spesies predominanG b r . 7 . 1 7 . Kurva titrasi histidin. Spesies ionik yang predominan dalam masing-masing daerahdiperlihatkan terletak di bawah grafik, pl adalah titik isoelektrik (di mana muatan netto molekulsama dengan nol).

74 BAGIAN II / DASAR-DASAR KIMIAWI DAN BIOLOGIS BIOKIMIA kan tindakan transfusi tukar darah parsial karena sampai saat ini belimi tersedia peng- obatan yang efektif. Karena penderita dengan anemia selsabit secara berkala menga- lami krisis selsabit, dokter menganjurkan agar M i c h a e i segera berobat apabila gejala muncul kembali. T n . Kulis menderita sistinuria, suatu penyakit yang relatif jarang dijiunpai, de- ngan prevalensi berkisar antara 1 dalam 2.500 sampai 1 dalam 15.000, bergantung pada populasi yang diteliti. Penyakit inimerupakan penyakit genetik dengan cara pe- warisan resesif kompleks akibat mutasi alelik. Mutasi ini menyebabkan penurunan aktivitas protein transpor pada seltubulus ginjal yang secara normal membawa sistin dari l u m e n t u b u l u s k e d a l a m isel t u b u l u s ginjal. T r a n s p o r a s a m a m i n o basa, lisin, ar- ginin, danomitin (suatu asam amino yang dijimipaidalam siklus urea tetapi tidak da- lam protein) juga sering membahayakan, danasam tersebut dapat dijumpai dalam air kemih. Karena sisttti dihasilkan melalui oksidasi sistein, pengobatan konservatif sistin- uria meliputi pengurangan j u m l a h sistein d idalam tubuh dan, karena itu akhirnya se- jiunlah sistin difiltrasi oleh ginjal. Penunman kadar sistein dilakukan dengan pembatasan asupan metionin, suatu prekursor pembentukan sistein, dari makanan. Untuk meningkatkan jumlah sistin yang tetap berada dalam larutan, maka volume cairan yang masuk setiap hari ditingkatkan. Kristalisasi sistin juga dicegah dengan terus-menerus membuat airk e m i h alkalis. A k h i r n y a ,dapat diberikan obat yang m e - ningkatkan perubahan sistin urin menjadi senyawa yang lebih mudah larut. Apabila tindakan konservatif ini gagal mencegah pembentukan batu sistin yang masih berlangsung, batu yang sudah ada dapat dikeluarkan melalui tindakan bedah yang melibatkan pemecahan secara sonik. Batu yang telah terpecah-pecah tersebut kemudian dapat keluar secara spontan atau lebih mudah dikeluarkan secara bedah karena ukurannya telah mengecil. n K O M E N T A R B I O K I M L \ . Duapuluh asam amino (dijelaskan dalam bab ini) yang sering digunakan i m t u k sintesis protein bukanlah sam-satunya asam amino yang ditemukan dalam tubuh. D i dalam rantai protein dijimipai asam amino yang mengalami modifikasi, dan asam amino \"bebas\" (yaitu, bukan merupakan bagian rantai protein) merupakan zatantara pada berbagai jalur. Modifikasi asam amino terjadi setelah asam amino bergabimg k e dalam protein. Misalnya, d i dalam kolagen prolin dapat dioksidasi membentuk hidroksiprolin. A k - tivitas banyak enzim diatur oleh fosforilasiresidu serin, treonin, dantirosin.D i dalam glikoprotein, galaktosa, glukosa, manosa, atau gula lain atau oligosakarida melekat k e serin, treonin, atau asparagin. Tirosin diubah menjadi h o r m o n tiroid triiodotironin (T3) d a n t i r o k s i n (T4) d a l a m p r o t e i n t i r o g l o b u l i n . J e n i s m o d i f i k a s i i n i d i b a h a s s e c a r a l e b i h rinci d a l a m b a b b e r i k u t . A s a m amino bebas adalah zatantara pada jalur tertentu. Misabya, omitin dan si- trulin adalah zat antara pada siklus urea (lihat Bagian VII). Dihidroksifenilalanin (dopa) adalah zat antara pada jalur dari tirosin menjadi golongan katekolamin yaitu dopamin, norepinefiin, dan epinefirin yang berftmgsi sebagai neiu-otransmiter dan hormon. SOAL Hitunglah titik isoelektrik (pl) imtuk glisin danuntuk histidin. JAWABAN N i l a i n i m i e r i s p l a d a l a h r e r a t a a n t a r a d u a n i l a i pK^ d i m a n a a s a m a m i n o t i d a k m e m i l i k i muatan netto.

BAB 7 / ASAM AMINO YANG TERDAPAT DALAM PROTEIN 75 Untuk glisin (lihat G b r .7.16), yang tidak memiliki rantai sisi yang dapat ter-i o n i s a s i , n i l a i p l a k a n m e r u p a k a n n i l a i r e r a t a a n t a r a pK^ u n t u k g u g u s a - k a r b o k s i l d a npK^ u n t u k g u g u s a - a m i n o 2 -'atau (2,4 + 9,8)/2 yang sama dengan 6,1. Pada p H ini, muatan negatif pada gugus kar-boksil diseimbangkan oleh muatan positif pada gugus amino. Untuk histidin (lihat Gbr. 7.17), yang memiliki rantai sisi yang dapat terionisasi,gugus a-karboksil tidak memiliki muatan, sedangkan cincin imidazol dangugus a-amino masing-masing akan membawa sebuah muatan positif pada p H rendah. Seiringdengan peningkatan p H , gugus karboksil akan kehilangan protonnya dan menjadi ber-muatan negatif. Setelah gugus imidazol tertitrasi dankehilangan muatan positifnya,molekul akan memiliki sebuah muatan negatif (pada gugus karboksil) dan sebuahmuatan positif (pada gugus amino). Dengan demikian, p l akan terletak antara nilaipKa k e d u a d a n k e t i g a , y a i t u , P^a2 +P^a3atau (6,0 + 9,3)/2 yang sama dengan 7,7.