MK Biokimia – 04 – Asam Amino dan Protein

Berdasarkan gambar di slide, struktur dasar asam amino terdiri dari:

1. Gugus amina (-NH₂)
2. Gugus karboksil (-COOH)
3. Atom karbon α (C-α) sebagai pusat
4. Atom hidrogen (H)
5. Rantai samping (R) yang bervariasi pada setiap asam amino.

Penjelasan dari setiap poin pada slide:

Gugus karboksil dan gugus amino diikat pada atom C yang sama

1. Semua asam amino memiliki satu atom karbon α yang berfungsi sebagai pusat pengikatan gugus karboksil (-COOH) dan amina (-NH₂).
2. Atom karbon ini juga mengikat satu atom hidrogen dan satu rantai samping (R), yang menentukan jenis asam amino tersebut.

Merupakan atom C asimetrik kecuali Glisin

1. Atom karbon asimetrik berarti karbon tersebut mengikat empat gugus berbeda, yang membuatnya menjadi pusat kiral (chiral center), menyebabkan isomerisme optik dalam asam amino.
2. Glisin merupakan pengecualian karena rantai sampingnya adalah hidrogen (-H), sehingga karbon α mengikat dua atom hidrogen yang identik, membuatnya tidak asimetrik dan tidak memiliki bentuk enansiomer (L dan D).

Struktur semua asam amino sama kecuali rantai samping

1. Bagian utama asam amino (C-α, -NH₂, -COOH, dan H) tetap sama pada semua asam amino.
2. Rantai samping (R) inilah yang menentukan sifat kimia dan fungsionalitas setiap asam amino, misalnya: (a) Rantai samping nonpolar: Glisin, Alanin, Leusin (hidrofobik), (b) Rantai samping polar: Serin, Treonin (hidrofilik), dan (c) Rantai samping bermuatan: Asam aspartat (negatif), Lisin (positif)

Kesimpulan dan Relevansi dalam Biokimia

1. Struktur dasar ini membuat asam amino dapat bergabung melalui ikatan peptida, membentuk rantai polipeptida dan protein.
2. Keberadaan atom karbon kiral (kecuali Glisin) memungkinkan asam amino memiliki stereoisomer, yang dalam sistem biologis hampir selalu berbentuk L-isomer.
3. Variasi rantai samping (R) menentukan peran biologis asam amino dalam metabolisme dan fungsi protein.

Struktur Dasar Asam Amino

Pada gambar, struktur umum asam amino terdiri dari:

1. Amino Group (Gugus Amina, NH₂/NH₃⁺)
2. Carboxyl Group (Gugus Karboksil, -COOH/-COO⁻)
3. Hydrogen Atom (Atom Hidrogen, H)
4. R-group (Rantai Samping, R-variant)
5. Central Carbon (Karbon Alfa, C-α)

Penjelasan Mendalam

Gugus Amina (Amino Group, NH₂/NH₃⁺)

1. Terdiri dari atom Nitrogen (N) yang mengikat dua atom Hidrogen (H).
2. Pada pH fisiologis (~7,4), gugus ini sering berada dalam bentuk terprotonasi (+NH₃⁺).
3. Bersifat basa dan dapat berperan dalam interaksi ionik dalam protein.

Gugus Karboksil (Carboxyl Group, -COOH/-COO⁻)

1. Terdiri dari karbon (C) yang terikat pada oksigen (O) dalam bentuk gugus karbonil (C=O) dan gugus hidroksil (-OH).
2. Pada pH fisiologis, sering berada dalam bentuk terionisasi (-COO⁻).
3. Bersifat asam, memberikan karakteristik polar dan reaktif terhadap pembentukan ikatan peptida.

Atom Hidrogen (H)

1. Merupakan komponen tetap yang selalu terikat pada karbon alfa (C-α).

Rantai Samping (R-Group, Variant)

1. Bagian paling bervariasi dari asam amino yang menentukan sifat kimia dan biologis dari masing-masing asam amino.
2. Jika R = H, maka asam amino tersebut adalah Glisin (Gly), satu-satunya asam amino yang tidak memiliki atom karbon asimetrik.

Karbon Alfa (C-α, Central Carbon)

1. Pusat dari struktur asam amino yang menghubungkan semua gugus lainnya.
2. Biasanya merupakan pusat kiral, kecuali pada Glisin.

Signifikansi dalam Biokimia

1. Struktur ini memungkinkan asam amino bergabung membentuk protein melalui ikatan peptida antara gugus karboksil (-COO⁻) dari satu asam amino dan gugus amina (+NH₃⁺) dari asam amino lainnya.
2. Variasi rantai samping (R) menentukan karakteristik protein, seperti hidrofobisitas, polaritas, muatan, dan reaktivitas kimia.

Peptida → Rantai pendek dari 2 atau lebih asam amino yang dihubungkan oleh ikatan kovalen: Peptida terbentuk melalui reaksi kondensasi, yaitu pelepasan molekul air saat gugus karboksil dari satu asam amino berikatan dengan gugus amino dari asam amino lainnya.

Ikatan peptida → Ikatan antara gugus karboksil AA pertama dengan gugus amino dari AA lain, menghasilkan dipeptida + H₂O: Ikatan peptida adalah ikatan kovalen amida yang sangat kuat, memberikan stabilitas struktural pada protein.