Denaturasi protein

Denaturasi Protein Dalam Kehidupan Sehari-hari

Denaturasi protein merupakan proses terjadinya perubahan atau modifikasi terhadap konformasi protein yang terjadi pada struktur tersier maupun kuartener dari protein.

Pada struktur tersier protein misalnya, terdapat empat jenis interaksi pada rantai samping seperti ikatan hidrogen, jembatan garam, ikatan disulfida, interaksi non polar pada bagian non hidrofobik. Adapun penyebab dari denaturasi protein bisa berbagai macam, antara lain panas, alkohol, asam-basa, maupun logam berat.

Ciri-ciri suatu protein yang mengalami denaturasi bisa dilihat dari berbagai hal. Salah satunya adalah dari perubahan struktur fisiknya, protein yang terdenaturasi biasanya mengalami pembukaan lipatan pada bagian-bagian tertentu. Selain itu, protein yang terdenaturasi akan berkurang kelarutannya. Lapisan molekul yang bagian hidrofobik akan mengalami perubahan posisi dari dalam ke luar, begitupun sebaliknya. Hal ini akan membuat perubahan kelarutan

Beberapa factor penyebab yang ditimbulkan dari denaturasi, diantaranya :

1.         Perubahan pH: penggumpalan kasein

2.         Panas

3.         Radiasi: sinar X dan UV

4.         Pelarut organic: aseton, alcohol

5.         Garam-garam dari logam berat: Ag²⁺, Hg²⁺, Pb²⁺

6.         Pereksi-pereaksi alkaloid: asam tannat, asam pikrat bisa menggumpalkan protein menurunkan infeksi.

7.         Pereduksi: thioglikolat

 Mekanisme dan dampak yang ditimbulkan dari terjadinya denaturasi, yaitu

1.      Panas dan Radiasi Sinar Ultraviolet

Proses panas dan radiasi sinar ultraviolet menghasilkan gumpalan protein. Protein yang terdenaturasi lebih mudah tercernakan dan dengan alasan inilah makanan yang mengandung protein perlu dimasak dahulu sebelum dihidangkan.

2.      Pelarut-Pelarut Organik

Pelarut etanol membentuk ikatan hydrogen intermolekuler dengan molekul protein dan demikian memutuskan ikatan hydrogen intermolekuler.

3.      Asam atau Basa

Pereaksi asam atau basa memecah ikatan hydrogen intermolekuler menyebabkan koagulasi protein. Bila protein kontak lama dengan asam atau basa maka kemungkinan besar ikatan peptide terhidrolisis sehingga struktur primer rusak sama sekali.

4.      Ion Logam Berat

Ikatan ion antar molekul dipecah dan menyebabkan protein mengendap sebagia senyawa protein-logam yang tak larut. Sifat inilah yang memberikan kemungkinan beberapa garam logam berat digunakan sebagai antiseptic.

5.      Pereaksi Alkaloid

Pereaksi asam pikrat dan asam tanat bersenyawa bermuatan positif pada gugus asam amino dan memutuskan ikatan ionic intramolekul disebut juga pereaksi alkaloid karena kedua reaksi ini banyak digunakan untuk mengidentifikasi alkaloid seperti morfin, kodein, dll.

Contoh Denaturasi Protein yang terjadi di kehidupan sehari-hari

1.      Pemasakan Telur dan Makanan Lain yang Mengandung Protein

Protein telur mengalami denaturasi dan terkoagulasi selama pemasakan. Beberapa makanan dimasak untuk mendenaturasikan protein yang dikandung supaya memudahkan enzim pencernaan dalam mencerna protein tersebut (Poedjiadi, 1994).

Pemanasan akan membuat protein bahan terdenaturasi sehingga kemampuan mengikat airnya menurun. Hal ini terjadi karena energy panas akan mengakibatkan terputusnya interaksi non kovalen yang ada pada struktur alami protein tetapi tidak memutus ikatan kovalenya yang berupa ikatan peptide. Proses ini biasanya pada kisaran suhu yang sempit (Poedjiadi, 1994).

2.      Denaturasi Protein pada Rebonding Rambut

Protein rambut terdiri dari asam amino yang mengandung sulfur tinggi membentuk jembatan disulfide antara asam amino yang menentukan bentuk rambut. Rambut yang direbonding maka protein akan terdenatrusai akibat panas dari alat untuk rebonding. Dengan penambahan reduktor (obat rebonding) maka akan terputus jembatan disulfide dan menghasilkan bentuk rambut yang baru.

3.      Proses Sterilisasi

Pada proses sterilisasi baik dengan oven maupun dengan radiasi sinar ultraviolet akan menyebabkan denaturasi dari enzim-enzim yang ada pada bakteri dan akan menggumpalkan protein dari enzim tersebut. Dengan rusaknya enzim yang dalam bakteri, bakteri tersebut tidak dapat melakukan metabolism sehingga bakteri akan mati.

4.      Pemeriksaan Protein Urine dengan Asam Sulfosalisil 20%

Asam sulfosalisil merupakan asam yang akan memecah ikatan ion intramolekuler yang akan menyebabkan koagulasi protein. Dengan adanya koagulasi protein, hasil urine yang mengandung protein dinyatakan dari kekeruhan sampai terjadi kekeruhan yang berkeping dan bergumpal. Bila protein kontak lama dengan asam atau basa maka kemungkinan besar ikatan peptide terhidrolisis sehingga struktur primer akan rusak sama sekali.

5.      Pemeriksaan Protein Urine Bang dan Asam Asetat 6 %

Pada pemeriksaan ini urine dengan reagen bang atau asam asetat 6 % akan dipanaskan pada titik iso elektrik sehingga terjadi denaturasi dan disertai koagulasi. Apabila urine mengandung protein maka urine akan terlihat keruh berbutir hingga berkeping dan bergumpal.

6.      Penggunaan Antiseptik dan Desinfeksi

Etanol 70% dipergunakan sebagai desinfektan untuk membersihkan kulit sebelum disuntik. Alkohol ini berfunsi untuk mendenaturasi protein bakteri yang terdapat pada kulit. Etanol merupakan pelarut organic yang akan membentukikatan hydrogen intramolekular protein dengan demikian memutuskan ikatan hydrogen intramolekuler.

7.      Penggunaan Perak Nitrat Mencegah Infeksi Gonorhoe

Perak nitrat digunakan mencegah gonorhoe pada mata anak yang baru lahir sehingga mampu mengendapkan protein bakteri. Perak nitrat merupakan logam berat yang akan memecah ikatan antarmolekul dan menyebabkanprotein akan mengendap.

8.      Penggunaan Antibiotik

Protein terdapat dalam bentuk tiga dimensi dan berlipat-lipat, yang ditentukan dengan ikatan disulfide kovalen intramolekul dan sejumlah ikatan nonkovalen seperti ikatan ionic, hidrofobik, dan hydrogen. Bentuk ini disebut struktur tersier protein, yang mudah terganggu oleh sejumlah agen kimia atau fisika, menyebabkan protein menjadi tidak berfungsi. Contoh antibiotic yang akan menyebabkan denaturasi protein yaitu: Grup tetrasiklin, Grup makrolida.

Daftar Pustaka

·         Anna Poedjiadi. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: UI Press

·         Gillespie SH, Bamford KB. At a glance Mikrobiologi medis dan infeksi. Ed 3. Jakarta:Erlangga, 2007:32-35.

·         Denaturasi protein. 2011. [online] available: http://www.squidoo.com/denaturasi-protein-salting-in-salting-out-dan-zwitter-ion diunduh tanggal 28 Mei 2013 pukul 22.11 wIB

·         Sumardjo Damin. 2006. Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC

·         England, Jeremy L and Gilad Haran. 2011. Role of Solvation Effects in Protein Denaturation: From Thermodynamics to Single Molecule and Back. [online]. Available: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3211090/, diunduh tanggal 28 mei 2013 pukul 20.11 wIB