Asam Amino : Pengertian, Jenis, Ikatan Peptida, Fungsi, Sumber

Asam Amino : Pengertian, Jenis, Ikatan Peptida, Fungsi, Sumber – Dalam kehidupan ini asam amino merupakan bahan dasar atau blok pembangun protein yang begitu fundamental terhadap proses metabolisme makhluk hidup. Kimia-science7 akan membahas secara terperinci tentang pengertian asam amino, jenis-jenisnya, ikatan peptida yang dihasilkan, fungsinya dan sumber untuk memperolehnya.

Pengertian Asam Amino

Asam amino adalah molekul organik yang mengandung gugus amino dan asam yang merupakan penyusun protein. Asam amino sangat penting untuk kehidupan karena protein yang mereka bentuk hampir terlibat dalam semua fungsi sel dalam makhluk hidup. Protein dapat berfungsi sebagai enzim, beberapa sebagai antibodi dan membentuk jaringan.

Ada lebih dari 700 asam amino di alam, tetapi hanya ada 20 asam amino yang berfungsi sebagai bahan penyusun protein. Asam amino yang berfungsi sebagai substrat untuk biosintesis polipeptida disebut dengan asam amino protein (misalnya : metionin, arginin, dan prolin).

Sedangkan asam amino yang bukan merupakan substrat penyusun polipeptida disebut sebagai asam amino nonprotein (misalnya : homosistein, sitrulin, dan hidroksiprolin).

Baca Juga : Bromelain Adalah Enzim Yang Terdapat Pada Nanas

Struktur Asam Amino

Secara umum struktur asam amino dapat ditunjukkan seperti gambar dibawah ini.

Struktur Asam Amino
Struktur Asam Amino

Dimana dalam setiap molekul asam amino terdapat 1 atom C (karbon-α) yang mengikat :

  • Atom hidrogen (H)
  • Gugus amino (–NH2)
  • Gugus karboksil (–COOH)
  • Gugus R atau gugus variabel atau gugus rantai samping

Asam amino satu dengan asam amino yang lainnya hanya berbeda dalam gugus R-nya. Gugus R inilah yang sangat mempengaruhi sifat dari asam amino satu dengan yang lainnya, apakah bersifat asam, basa, netral, polar atau nonpolar.

Apabila asam amino dilarutkan dalam air pada pH 7, maka gugus aminonya (–NH2) yang bersifat basa akan mengambil ion H+ membentuk muatan positif (–NH3+), dan gugus asam karboksilatnya (–COOH) akan melepaskan ion H+ membentuk muatan negatif (–COO).

Menurut “International Union of Biochemistry and Molecular Biology” asam amino dapat disingkat menjadi tiga huruf, Awalan huruf ditulis kapital diikuti dua huruf kecil. Misalnya :

Asam Amino Yang Paling Sederhana

Glisin adalah asam amino yang paling sederhana dari ratusan lebih asam amino yang ada, karena satu-satunya asam amino yang gugus R-nya atau rantai samping berupa atom hidrogen. Rumus kimianya adalah NH2-CH2-COOH.

Asam Amino Yang Paling Sederhana

Glisin termasuk asam amino non esensial dan merupakan komponen penting dalam pembentukan struktur alfa-heliks dalam struktur sekunder protein.

Asam Amino Yang Mengandung Sulfur

Sulfur atau belerang adalah unsur yang banyak ditemukan dalam sistem biologis, unsur ini berfungsi untuk penyusun protein, vitamin dan biomolekul penting yang lain.

Asam amino yang mengandung sulfur antara lain : sistein, metionin, homosistein, dan taurin.

Asam Amino Yang Mengandung Sulfur

Asam amino sistein dan metionin digolongkan sebagai asam amino proteinogenik, yaitu asam amino yang digunakan untuk membentuk struktur protein.

Asam Amino Aromatik

Yang termasuk asam amino aromatik adalah : triptofan, fenilalanin dan tirosin. Semua mikroorganisme dan tanaman mensintesis asam aromatik ini untuk membuat protein sebagai nutrien yang diperlukan oleh tubuh. Tetapi hewan tidak bisa mensintesisnya dan sebagai gantinya harus mendapatkan asam amino aromatik ini melalui makanan.

Asam Amino Aromatik

Pada manusia dan hewan, asam amino aromatik berfungsi sebagai prekursor untuk sintesis berbagai senyawa aktif biologis atau neurologis yang penting untuk mempertahankan fungsi biologis. Tirosin adalah prekursor untuk biosintesis dopamin, dopa, octopamine, epinefrin dan norepinefrin. Triptofan merupakan prekursor untuk biosintesis serotonin, triptamin, melatonin, auksin dan kynurenine.

20 Jenis Asam Amino

Berikut adalah daftar 20 jenis asam amino yang digunakan sebagai penyusun protein, diantaranya adalah :

  1. Glisin, simbolnya G atau Gly
  2. Alanin, simbolnya A atau Ala
  3. Valin, simbolnya V atau Val
  4. Leusin, simbolnya L atau Leu
  5. Isoleusin, simbolnya I atau Ile
  6. Fenilalanin, simbolnya F atau Phe
  7. Tirosin, simbolnya Y atau Tyr
  8. Triptofan, simbolnya W atau Trp
  9. Serin, simbolnya S atau Ser
  10. Treonin, simbolnya T atau Thr
  11. Prolin, simbolnya P atau Pro
  12. Sistein, simbolnya C atau Cys
  13. Methionin, simbolnya M atau Met
  14. Asparagin, simbolnya N atau Asn
  15. Glutamin, simbolnya Q atau Gln
  16. Asam aspartat, simbolnya D atau Asp
  17. Asam glutamat, simbolnya E atau Glu
  18. Lisine, simbolnya K atau Lys
  19. Arginin, simbolnya R atau Arg
  20. Histidin, simbolnya H atau His

Jenis Asam Amino

Jenis-jenis asam amino dapat digolongkan berdasarkan standar atau tidaknya, proses metabolik, kemampuan untuk mensintesisnya dan sifat kimianya.

Jenis Asam Amino Berdasarkan Asam Amino Standar dan Non Standar

Asam Amino Standar

Asama amino standar sering disebut sebagai asam amino kanonik yaitu asam amino yang dapat membantu menyusun protein. Asam amino yang termasuk golongan ini dapat membentuk kode genetika.

Contoh Asam Amino Standar :

  • 20 asam amino yang digunakan dalam penyusun protein (Sistein, Serin, Treonin, dll)

Asam Amino Non Standar

Asam amino non-standar adalah asam amino yang tidak membantu membangun protein.

Contoh Asam amino Non Standar :

  • Selenosistein
  • Pirolisin

Jenis Asam Amino Berdasarkan Proses Metabolik

Asam Amino Ketogenik

Asam Amino Ketogenik adalah asam amino yang yang memiliki kemampuan untuk membentuk glukosa dalam proses metabolisme melalui proses glukoneogenesis. Secara katabolik memberikan zat antara yang dapat diubah menjadi asetil-KoA atau asetoasetil-KoA.

Contoh Asam Amino Ketogonik :

  • Lisin
  • leusin

Asam Amino Glukogenik

Asam Amino glukogenik adalah asam amino yang yang tidak memiliki kemampuan untuk membentuk glukosa dalam proses metabolisme. bermanfaat untuk sintesis lipid dan ketogenesis.

Contoh Asam Amino Glukogonik :

Jenis Asam Amino Berdasarkan Kemampuan Organisme Untuk Mensintesisnya

Asam amino berdasarkan kemampuan organisme untuk mensintesisnya dapat dibedakan menjadi asam amino esensial dan asam amino non esensial dan asam amino semi esensial:

Asam Amino Esensial

Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis oleh organisme proses dalam metabolismenya atau asam amino yang tidak dapat dibuat oleh tubuh. Harus diperoleh dari sumber makanan tertentu untuk mendapatkannya.

Contoh asam amino esensial : Fenilalanin, Treonin, Valin, Metionin, Triptofan, Leusin, Isoleusin, Histidin, Lisin.

Untuk lebih memahami baca artikel : Asam Amino Esensial.

Asam Amino Non Esensial

Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat diproduksi sendiri oleh tubuh atau asam amino yang dapat dihasilkan oleh tubuh sendiri tanpa harus mendapatkan melalui sumber makanan lain.

Contoh asam amino non esensial : Alanin, Asam aspartat, Asparagin, Asam glutamat, Serin.

Baca artikel ini sebagai referensi : Asam Amino Non Esensial

Asam Amino Semi Esensial

Asam amino semi esensial adalah asam amino yang bersyarat, artinya asam amino ini dapat disintesis oleh tubuh berdasarkan kondisi patofisiologis organisme.

Contoh asam amino semi esensial : Arginin, Histidin.

Perbedaan Asam Amino Esensial dan Non Esensial

Untuk membedakan asam amino esensial dan non esensial dapat digolongkan berdasarkan definisinya, jumlahnya, sumbernya, fungsi dan kekurangannya.

Untuk lebih jelasnya baca artikel ini : Perbedaan Asam Amino Esensial dan Non Esensial

Jenis Asam Amino Berdasarkan Sifat Kimia

Penggolongan asam amino berdasarkan sifat kimia dapat dibedakan menjadi asam amino polar dan asam amino non polar.

Asam Amino Polar

Asam amino polar memiliki gugus “R” yang bersifat hidrofilik, artinya asam amino yang larut dalam air. Gugus R mengandung salah satu atom oksigen (O), nitrogen (N) atau belerang (S) yang terdapat pasangan elektron bebas yang digunakan untuk berikatan dengan air atau molekul lain. Gaya antar molekul yang terbentuk bisa berupa ikatan hidrogen atau gaya dipol-dipol.

Contoh asam amino polar adalah :

  • Sistein (Cys)
  • Serin (Ser)
  • Treonin (Thr)
  • Tirosin (Tyr)
  • Asparagin (Asn)
  • Glutamin (Gln)

Asam amino polar dibedakan lagi menjadi asam asam amino netral, asam amino bersifat asam dan asam amino bersifat basa.

Asam Amino Netral

Asam amino yang bersifat netral adalah asam amino yang gugus R-nya tidak mengandung gugus asam karboksilat (–COOH) maupun gugus amino (–NH2), sehingga dalam larutan pH nya=7 atau netral.

Contoh asam amino netral adalah :

  • Tirosin
  • Serin
  • Treonin
  • Sistein
  • Glutamin
  • Asparagin
Asam Amino Bersifat Asam

Asam amino yang bersifat asam dalam strukturnya terdapat gugus R nya mengandung gugus asam karboksilat (–COOH). Didalam air akan melepaskan ion H+ atau sebagai penyumbang proton, hal inilah yang menyebabkan asam amino ini bersifat asam dan memiliki pH < 7.

Asam Amino Bersifat Asam

Contoh asam amino yang bersifat asam adalah :

  • Asam aspartat
  • Asam glutamat
Asam Amino Bersifat Basa

Asam amino penyusun protein dapat bersifat basa karena adanya gugus (–NH2) yang terdapat pada rantai atom sampingnya. Adanya pasangan elektron bebas dalam gugus (–NH2) tersebut menjadikannya sebagai gugus penerima proton (H+) sehingga menyebabkan asam amino tersebut bersifat basa dan memiliki pH >7.

Asam Amino Bersifat Basa

Contoh asam amino yang bersifat basa :

  • Arginin
  • Histidin
  • Lisin

Asam Amino Nonpolar

Gugus R dari asam amino ini memiliki gugus alifatik (rantai atom terbuka) atau aromatik (rantai atom tertutup dan terkonjugasi). Karena sifat gugus alifatik dan aromatik ini non polar maka membuatnya tidak larut dalam air atau bersifat “hidrofobik”

Contoh Asam Amino Nonpolar adalah :

  • Alanin (Ala)
  • Glisin (Gly)
  • Isoleusin (Ile)
  • Leusin (Leu)
  • Metionin (Met)
  • Triptofan (Trp)
  • Fenilalanin (Phe)
  • Prolin (Pro)
  • Valin (Val)

Asam amino non polar dibedakan lagi menjadi asam asam amino yang mengandung gugus R (Alkil) dan asam amino yang mengandung gugus R (aromatik).

Asam Asam Amino Yang Mengandung Gugus R (Alkil)

Yang dimaksud gugus R disini adalah gugus alifatik atau gugus dengan struktur rantai atom terbuka.

Contoh :

  • Alanin (Ala)
  • Glisin (Gly)
  • Leusin (Leu)
  • Valin (Val)
  • Isoleusin (Ile)
  • Metionin (Met)
  • Prolin (Pro)
Asam Asam Amino Yang Mengandung Gugus R (Aromatik)

Asam amino ini gugus R-nya ada senyawa aromatik atau rantai atom karbon melingkar, mengalami konjugasi, bentuknya planar, dan jumlah elektron phi-nya harus sesuai dengan kaidah Huckel. Biasanya gugus R-nya mengandung senyawa benzena dan sejenisnya.

Contoh :

  • Triptofan (Trp)
  • Fenilalanin (Phe)

Ikatan Peptida

Ikatan peptida adalah ikatan kovalen yang menghubungkan antara 2 molekul asam amino, ikatan ini terjadi ketika gugus –COOH asam amino satu bertemu dengan gugus –NH2 asam amino yang lain dengan melepaskan 1 molekul H2O dalam suatu proses reaksi dehidrasi.

Ikatan Peptida

Ikatan ini sering disebut sebagai gugus amida (–CO–NH–), melalui ikatan ini antara asam amino satu dapat berikatan dengan asam amino yang lain yang akan menghasilkan suatu protein. Ikatan peptida ini pertama kali dikemukakan oleh ahli kimia Jerman Emil Fischer pada pergantian abad ke-20.

Sifat Ikatan Peptida

  1. Tidak rusak oleh pemanasan atau dalam larutan dengan konsentrasi garam yang tinggi.
  2. Berbentuk planar (datar) dan bersifat kaku sehingga dapat menstabilkan struktur protein.
  3. Mengandung gugus muatan positif parsial (atom hidrogen polar dari gugus amino) dan gugus muatan negatif parsial (atom oksigen polar dari gugus karboksil).

Bentuk Ikatan Peptida

  • Dipeptida = terbentuk dari 2 molekul asam amino.
  • Tripeptida = terbentuk dari 3 molekul asam amino.
  • Oligopeptida = terbentuk kurang dari 10 molekul asam amino.
  • Polipeptida = terbentuk dari 10 – 100 molekul asam amino
  • Makropeptida = terbentuk lebih dari 100 asam amino.

Contoh Ikatan Peptida

  • Aspartam (asparagin dan fenilalanin)
  • Glutathione (glutamil, sistinil dan glisin)
  • Endomorfin-1 (tirosin, prolin, triptofan dan fenilalanin)

Degradasi Ikatan Peptida

Degradasi ikatan peptida adalah reaksi pemutusan ikatan peptida yang terjadi dalam protein. Reaksi yang digunakan untuk pemutusan ikatan ini adalah reaksi hidrolisis yang disertai dengan enzim protease dalam proses ini.

Fungsi Asam Amino

Fungsi asam amino dalam tubuh adalah untuk membentuk protein, tetapi asam amino memainkan peran penting lainnya dalam melakukan beberapa fungsi biologis dan membantu reaksi kimia dalam proses metabolisme didalam tubuh kita. Diantaranya membangun dan memperbaiki struktur jaringan, bertindak sebagai enzim, membantu pencernaan makanan dan membantu transportasi molekul. Dibawah ini adalah beberapa fungsi asam amino :

Fungsi Asam Amino Esensial

  1. Valin bertindak sebagai salah satu komponen dalam pertumbuhan otot.
  2. Metionin digunakan dalam menjaga kesehatan kulit, pengobatan batu ginjal, membantu dalam mengendalikan serangan bakteri patogen.
  3. Fenilalanin membantu daya ingat dan menjaga sistem saraf.
  4. Leusin membantu sintesis protein dan membantu hormon pertumbuhan.
  5. Treonin membantu fungsi sistem kekebalan tubuh.
  6. Histidin bertindak sebagai enzim dalam sintesis sel darah merah (eritrosit) dan sel darah putih (leukosit).
  7. Triptofan membantu produksi vitamin B3 dan hormon serotonin. Hormon serotonin ini memainkan peran penting dalam menjaga nafsu makan kita, mengatur tidur dan meningkatkan suasana hati kita.
  8. Lisin digunakan untuk pembentukan antibodi, enzim, hormon.
  9. Isoleusin membantu pembentukan hemoglobin, merangsang pankreas untuk mensintesis insulin.

Fungsi Asam Amino Non-Esensial

  1. Glutamin menjaga dan meningkatkan fungsi otak agar sehat, untuk sintesis asam nukleat (DNA dan RNA).
  2. Arginine membantu pembentukan protein dan hormon, penyembuhan luka, dan menjaga sistem kekebalan tubuh.
  3. Alanin berfungsi dengan membuang racun dari tubuh kita, membantu produksi glukosa dan asam amino lainnya.
  4. Asparagin membantu pembentukan purin dan pirimidin untuk sintesis DNA, terlibat dalam pengangkutan nitrogen ke dalam sel-sel tubuh kita, menjaga stamina tubuh, mengembangkan sistem saraf.
  5. Sistein bertindak sebagai antioksidan, memberikan ketahanan pada tubuh kita dan menghambat pertumbuhan rambut dan kuku.
  6. Glisin sangat membantu dalam menjaga pertumbuhan sel, menyembuhkan luka dan bertindak sebagai neurotransmitter.
  7. Tirosin digunakan untuk memproduksi hormon tiroid, membantu mensintesis melanin, yang merupakan pigmen alami yang ditemukan di mata, kulit dan rambut.
  8. Serin digunakan untuk pertumbuhan otot, membentuk sistem kekebalan tubuh.
  9. Asam glutamat bertindak sebagai neurotransmitter, mengembangkan fungsi otak manusia.
  10. Asam amino aspartat memainkan peran utama dalam metabolisme.
  11. Prolin terlibat dalam perbaikan jaringan dalam pembentukan kolagen, regenerasi kulit baru dan mencegah penebalan dan pengerasan dinding arteri (arteriosklerosis).

Makanan Yang Mengandung Asam Amino

Makanan yang mengandung asam amino adalah produk nabati seperti bit, brokoli, kacang-kacangan, kubis, labu, gandum, kacang-kacangan, buah-buahan, kacang polong, mentimun, sayuran hijau, wortel, bawang, kacang polong, kedelai, gandum utuh, lentil, dll. Selain itu makanan yang mengandung asam amino terdapat pada buah-buahan seperti : apel, anggur, pisang, buah beri, melon, pepaya, jeruk, delima, dan nanas. Produk hewani yang juga mengandung asam amino adalah produk susu, seafood, telur, daging, ayam.

Untuk lebih jelasnya baca : Makanan yang mengandung asam amino

Sumber Referensi :

  1. The Molecular Structure of Amino Acids Determination by X-Ray Diffraction Analysis by Galina V. Gurskaya
  2. Amino acids biochemistry and nutrition by Guoyao Wu
  3. Organic Chemistry, 10th Edition by T.W.Graham Solomons, Craig Fryhle

Tinggalkan komentar