HASIL ANALISIS PEMBENTUKAN STRUKTUR SEKUNDER DAN TERSIER PADA PROTEIN

HASIL ANALISIS PEMBENTUKAN STRUKTUR SEKUNDER DAN TERSIER PADA PROTEIN

Struktur Protein Primer, Sekunder, Tersier, Kuartener, Kimia - Penyusun utama protein adalah urutan berulang dari satu atom nitrogen dan dua atom karbon. Protein tersusun atas beberapa asam amino melalui ikatan peptida. Perhatikan struktur molekul protein berikut ini.

      Secara teoritik dari 20 jenis asam amino yang ada di alam dapat dibentuk protein dengan jenis yang tidak terbatas. Namun diperkirakan hanya sekitar 2.000 jenis protein yang terdapat di alam. Para ahli pangan sangat tertarik pada protein, karena struktur dan sifatnya yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Struktur protein dapat dibagi menjadi sebagai berikut.

1) Struktur Primer
Susunan linier asam amino dalam protein merupakan struktur primer. Susunan tersebut merupakan suatu rangkaian unik dari asam amino yang menentukan sifat dasar dari berbagai protein dan secara umum menentukan bentuk struktur sekunder dan tersier.

2) Struktur Sekunder
Kekuatan menarik di antara asam amino dalam rangkaian protein menyebabkan struktur utama membelit, melingkar, dan melipat diri sendiri. Bentuk-bentuk yang dihasilkan dapat spriral, heliks, dan lembaran. Bentuk ini dinamakan struktur sekunder. Dalam kenyataannya struktur protein biasanya merupakan polipeptida yang terlipat-lipat dalam bentuk tiga dimensi dengan cabang-cabang rantai polipeptidanya tersusun saling berdekatan.
Contoh bahan yang memiliki struktur sekunder ialah bentuk α-heliks pada wol, bentuk lipatan-lipatan (wiru) pada molekul-molekul sutra, serta bentuk heliks pada kolagen. Perhatikan bentuk α-heliks protein di bawah ini.

Gambar 1. Skema Alfa - Heliks. (Sumber: Kimia Pangan dan Gizi)
Pada struktur ini ikatan peptida, dan ikatan hidrogen antara gugus N - H dan C = O berperan sebagai tulang punggung struktur.

3) Struktur Tersier
Kebanyakan protein mempunyai beberapa macam struktur sekunder yang berbeda. Jika digabungkan, secara keseluruhan membentuk struktur tersier protein. Bagian bentuk-bentuk sekunder ini dihubungkan dengan ikatan hidrogen, ikatan garam, interaksi hidrofobik, dan ikatan disulfida. Ikatan disulfida merupakan ikatan yang terkuat dalam mempertahankan struktur tersier protein. Ikatan hidrofobik terjadi antara ikatan-ikatan nonpolar dari molekul-molekul, sedang ikatan-ikatan garam tidak begitu penting peranannya terhadap struktur tersier molekul. Ikatan garam mempunyai kecenderungan bereaksi dengan ion-ion di sekitar molekul. Perhatikan ikatan-ikatan pada struktur tersier protein berikut.

Gambar 1. Ikatan pada Struktur Tersier Protein a. Interaksi Elektrostatik; b. Ikatan Hidrogen; c. Interaksi Hidrofobik; d. Interaksi Hidrofilik; e. Interaksi Disulfida. (Sumber: Kimia Pangan dan Gizi)

4) Struktur Kuartener
Struktur primer, sekunder, dan tersier umumnya hanya melibatkan satu rantai polipeptida. Akan tetapi bila struktur ini melibatkan beberapa polipeptida dalam membentuk suatu protein, maka disebut struktur kuartener. Pada umumnya ikatan-ikatan yang terjadi sampai terbentuknya protein sama dengan ikatan-ikatan yang terjadi pada struktur tersier.


Permasalahan:
1. Apa perbedaan antara struktur sekunder dan tersier?
2. Sebutkan contoh-contoh dari struktur sekunder dan tersier?
3. Ikatan apa yang terjadi pada struktur tersier?
4. Mengapa ikatan disulfida merupakan ikatan yang terkuat dalam mempertahankan struktur tersier protein?

REAKSI-REAKSI SPESIFIK PADA NUKLEOTIDA

REAKSI-REAKSI SPESIFIK PADA NUKLEOTIDA

Struktur Asam Nukleat :

      Asam nukleat dari biologi molekul penting bagi kehidupan, dan termasuk DNA (asam deoksiribonukleat) dan RNA (asam ribonukleat). Bersama dengan protein, asam nukleat membentuk paling penting makromolekul , masing-masing ditemukan dalam kelimpahan dalam semua makhluk hidup, di mana mereka berfungsi dalam pengkodean, transmisi dan mengekspresikan informasi Asam nukleat ditemukan oleh Friedrich Miescher pada tahun 1869. Studi Eksperimental asam nukleat merupakan bagian utama modern biologi dan penelitian medis , dan membentuk dasar untuk genom dan ilmu forensik , serta bioteknologi dan industri farmasi. Kemudian Albrecht Kossel menemukan asam nukleat yang tersusun oleh suatu gugus gula, gugus fosfat, dan gugus basa.
genetik.
1.      Nukleosida : Senyawa antara purin dan primidin dengan ribosa dan deoksiribosa. Beberapa nama nukleosida :

2.      Nukleotida : Ester nukleosida dengan asam fosfat. Singkatan nama beberapa nukleotida :

Fungsi nukleotida :
1. Sebagai pembawa energy. Nukleotida yang penting : AMP, ADP, ATP→ penting dalam penyimpanan dan pemanfaatan energi selama metabolisme sel.
ATP pembawa energi utama dalam sel :
ADP + Pa             →                        ATP (fosforilase oksidatif)
                                                            ↑
                                                         Energi

ATP + H2O→ ADP + Pa (as. fosfat) + energi (hidrolisis)

2. Pembawa bahan pembentuk dasar suatu molekul.
Contoh :
- Nukleotida Uridin Difosfat (UDP) untuk sintesis glikogen
- Kolin Sitidin Difosfat sintesis kolin fosfolipid.
- Nukleotida trifosfat (NTP) sintesis DNA dan RNA
3. Sebagai ko enzim
- Nikotamida Mono Nukleotida (NMN) → merupakan vitamin
- Flavin Mono Nukleotida (FMN) → koenzim  proses oksidasi – reduksi pada respirasi sel.
- Nikotinamida Adenin Dinukleotida (NAD), Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat (NADP), Flavin Adenin Dinukleotida (FAD) →  koenzim proses oksidasi – reduksi

      Enzim restriksi endonuklease (enzim restriksi) mengenali urutan nukleotida spesifik dan memotong DNA pada posisi di antara atau di luar sekuen yang dikenalinya tersebut. Enzim ini telah ditemukan lebih dari 30 tahun yang lalu sehubungan dengan fenomena pemotongan yang spesifik terhadap bakteri inang dan modifikasi oleh virus bakteri. Bakteri pada mulanya tahan terhadap infeksi virus karena bakteri memiliki sistem pertahanan dengan merusak molekul DNA asing yang masuk ke dalam selnya. Enzim restriksi yang berhasil dimurnikan pertama kali adalah EcoRI dan EcoRII dari Escherichia coli, dan HindII dan HindIII dari Haemophilis influenza. Enzim-enzim tersebut diketahui memotong DNA pada urutan basa tertentu yang spesifik, yang menghasilkan fragmen-fragmen seukuran gen yang dapat disambungkan kembali. Para peneliti dengan cepat segera mengetahui bahwa enzim restriksi merupakan alat biologis baru yang dapat digunakan untuk mempelajari organisasi, fungsi, dan ekspresi gen.
      Enzim restriksi melindungi bakteri dari infeksi virus. Enzim ini berperan dalam sistem imun pada mikroorganisme. Jika bakteri E. coli yang tidak memiliki enzim restriksi diinfeksi virus, maka sebagian besar partikel virus mampu menyebabkan infeksi. Namun, jika bakteri E. coli memiliki enzim restriksi, kemungkinan infeksi virus akan menurun.
Enzim restriksi biasanya terdapat dalam kombinasi dengan enzim pemodifikasi lain yang melindungi DNA-nya sendiri dari pemotongan, misalnya DNA-metil transferase (dnmt). Dnmt akan memetilasi basa DNA pada tiap untai sehingga sekuen yang dikenali oleh enzim restriksi tidak akan terpotong.
Secara umum, enzim restriksi dapat dibedakan ke dalam 3 tipe, berdasarkan pada komposisi sub unit, posisi pemotongan, spesifisitas sekuen DNA, dan perlu tidaknya kofaktor.

Enzim tipe I merupakan enzim yang kompleks, multisubunit, kombinasi antara restriksi dan pemodifikasi yang memotong DNA pada area random yang jauh dari sisi pengenalan. Enzim tipe I secara biokimia mungkin banyak berfungsi di dalam sel, tetapi mereka kurang menguntungkan untuk digunakan dalam percobaan di laboratorium.

Enzim tipe II memotong DNA pada posisi tertentu yang dekat atau berada di antara sekuen yang dikenalnya. Enzim tipe II menghasilkan fragmen-fragmen tertentu dengan pola pita-pita yang spesifik pada gel agarosa. Enzim tipe inilah yang dipakai untuk berbagai percobaan dalam analisis DNA dan kloning gen.

Enzim tipe III juga merupakan kombinasi restriksi dan enzim pemodifikasi. Enzim ini memotong DNA di luar sekuen yang dikenal dan memerlukan 2 sekuen yang sama pada orientasi yang berlawanan pada untai DNA yang sama untuk dapat memotong. Enzim-enzim ini jarang menghasilkan potongan yang sempurna.

Ada beberapa faktor
      Ada beberapa faktor kunci yang harus diperhatikan untuk melakukan pemotongan dengan enzim restriksi (enzyme digestion). Di antaranya adalah: gunakan jumlah DNA, enzim, dan buffer yang benar dalam volume reaksi total yang sesuai. Satu unit enzim restriksi akan memotong 1 ug DNA secara sempurna dalam 50 ul reaksi selama 1 jam. Rasio enzim : DNA : volume reaksi ini dapat digunakan sebagai pedoman dalam menentukan reaksi. Meskipun demikian, sebagian besar peneliti mengikuti pedoman umum reaksi digesti di mana 10 kali over-digesti direkomendasikan untuk mengatasi variasi dalam sumber, jumlah, dan kemurnian DNA. DNA harus terbebas dari kontaminan seperti fenol, kloroform, alkohol, EDTA, deterjen (SDS), atau garam yang berlebih. Metilasi DNA dapat mengakibatkan penghambatan digesti dengan enzim tertentu. DNA plasmid superkoil dan DNA yang terikat gel agarosa pada umumnya memerlukan lebih dari 1 unit/ug untuk dapat terpotong sempurna.
      Enzim restriksi merupakan enzim yang tidak stabil. Oleh karena itu, sebaiknya disimpan  pada suhu -20C untuk sebagian besar enzim. Beberapa enzim perlu disimpan pada -70C. Enzim ini harus tetap disimpan di dalam es ketika dikeluarkan dari freezer dan harus selalu menjadi komponen yang ditambahkan terakhir pada campuran reaksi. Selain stabilitas, harga enzim restriksi pun mahal. Campur reaksi dengan baik dengan cara pemipetan atau menggoyang (tapping) tabung reaksi. Sentrifus dengan cepat selama beberapa detik jika ada cairan yang menempel di dinding tabung.
Stok enzim yang dibeli secara komersial biasanya disimpan dalam campuran yang mengandung gliserol, untuk itu, pada pemakaian enzim, sebaiknya digunakan larutan akhir sekitar 10x stok awal agar enzim dapat bekerja dengan baik. Untuk menghentikan reaksi enzim, dapat dilakukan penambahan stopper reagent yang mengandung SDS-EDTA.



Permasalahan:
1. Apa perbedaan antara nukleosida dan nukleotida?
2. Apa peran dari nukleotida dalam DNA dan RNA?
3. Secara umum enzim restriksi dapat dibedakan ke dalam 3 tipe, berdasarkan pada komposisi sub unit, posisi pemotongan, spesifisitas sekuen DNA. Sebutkan perbedaan dari ke tiga tipe enzim restriksi tersebut?
4. Apa perbedaan spesifik antara purin dan pirimidin?

PENENTUAN STEREOKIMIA PADA MONOSAKARIDA

PENENTUAN STEREOKIMIA PADA MONOSAKARIDA

Monosakarida merupakan sakarida sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi satuan terkecil walaupun dalam suasana yang lunak sekalipun. Monosakarida paling sederhana adalah gliseraldehid atau aldotriosa dan isomerinya adalah dihidroksiaseton atau ketotriosa. Kedua senyawa tersebut merupakan suatu triosa karena mengandung tiga atom karbon. Jadi suatu monosakarida, tidak hanya dapat dibedakan berdasarkan gugus-gugus fungsionalnya melainkan juga dari jumlah atom karbonnya. Sifat-sifat monosakarida adalah sifat optis aktif, oksidasi, reduksi.
Stereokimia Monosakarida
Berdasarkan stereokimia, monosakarida terbagi menjadi beberapa golongan.Stereokimia adalah studi mengenai susunan spasial dari molekul. Salah satu bagian dari stereokimia adalah stereoisomer. Stereoisomer  mengandung   pengertian:
1)      memiliki kesamaan order dan jenis ikatan
2)      memiliki perbedaan susunan spasial
3)      memiliki perbedaan properti (sifat).
Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam tiga bentuk stereokimia:
1)      Proyeksi Fischer (rantai lurus/linier)
2)      Struktur Haworth (siklik/cincin sederhana)
3)      konformasi kursi

Namun para kimiawan sering menggambarkan struktur monosakarida siklik menggunakan proyeksi Haworth bukan proyeksi Fischer.

Proyeksi Haworth dan Proyeksi Fischer

Proyeksi Haworth tidak menggambarkan yang sesungguhnya karena cincin piranosa yang sesungguhnya membentuk kursi seperti sikloheksana tidak datar. Meski demikian proyeksi ini digunakan secara luas.

Proyeksi Fischer ~> Proyeksi Haworth :
Gugus Hidroksil yang ada dikanan pada proyeksi Fischer digambarkan dibawah pada proyeksi Haworth dan sebaliknya. Untuk gula D gugus -CH2OH ujung selalu digambarkan diatas, gula L sebaliknya.
Enantiomer merupakan pasangan dari stereoisomer. Dalam hal ini terdapat aturan yaitu:
1)      Diberi awalan D dan L
2)      Keduanya merupakan gambar cermin yang tak mungkin saling tumpang tindih.

Notasi D Vs L
Notasi D dan L dilakukan karena adanya atom C dengan konfigurasi asimetris seperti pada gliseraldehida.
Contoh dari monosakarida :

Permasalahan:
1. Apa perbedaan antara proyeksi fischer dan haworth?
2. Bagaimana sifat dari monosakarida tersebut?
3. Mengapa gugus Hidroksil yang ada dikanan pada proyeksi Fischer digambarkan dibawah?

REAKSI-REAKSI SPESIFIK PADA PROTEIN

REAKSI-REAKSI SPESIFIK PADA PROTEIN

      Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti “yang paling utama”) adalah senyawa organikkompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer–monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua selmakhluk hidup dan virus.
      Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).

      Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat):[4][5]
1. struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Frederick Sangermerupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut memicu mutasi genetik.
2. struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:
 alpha helix (α-helix, “puntiran-alfa”), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral;
 beta-sheet (β-sheet, “lempeng-beta”), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H);
 beta-turn, (β-turn, “lekukan-beta”); dan
 gamma-turn, (γ-turn, “lekukan-gamma”).[4]
 struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. 3. 3. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener.
 contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.

Fungsi Protein
 Berikut ini beberapa fungsi protein dalam tubuh makhluk hidup:
1. Berkontribusi sebagai pembentuk struktur makluk hidup, khususnya hewan termasuk manusia. contoh: aktin pada tubuh manusia dan hewan
2. Memberikan elastisitas pada otot untuk dapat bergerak. contoh: Myosin pada hewan dan manusia.
3. Mengontrol jenis dan kecepatan reaksi kimia dalam tubuh. contoh: semua jenis enzim)
4. Sangat penting dalam sistem imun manusia dan hewan. contoh: immunoglobulin pada manusia.
5. Berfungsi sebagai pembawa dan penyimpan senyawa dan ion dalam tubuh organisme. contoh Protein Ferritin.

Sintese protein
      Dari makanan kita memperoleh Protein. Di sistem pencernaan protein akan diuraikan menjadi peptidpeptid yang strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino. Hal ini dilakukan dengan bantuan enzim. Tubuh manusia memerlukan 9 asam amino. Artinya kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesa sendiri oleh tubuh esensiil, sedangkan sebagian asam amino dapat disintesa sendiri atau tidak esensiil oleh tubuh. Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah penyerapan di usus maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh. Kode untuk asam amino tidak esensiil dapat disintesa oleh DNA. Ini disebut dengan DNAtranskripsi. Kemudian karena hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosomatau retikulum endoplasma, disebut sebagai translasi.

Sumber Protein
 Daging
 Ikan
 Telur
 Susu, dan produk sejenis Quark
 Tumbuhan berbji
 Suku polong-polongan
 Kentang



Permasalahan:
1. Apa perbedaan antara struktur primer, sekunder dan tersier  dari protein?
2. Bagaimana cara mensintesis protein?
3. Mengapa protein berperan penting dalam tubuh?

ANALISIS KONDISI DAN PRODUK REAKSI-REAKSI SENYAWA ORGANOMETALIK

Analisis Kondisi dan Produk Reaksi-Reaksi senyawa organometalik

Cacodyl, senyawa organologam pertama dari Aersenik
      Cacodyl, dicacodyl, tetrametildiarsin, alkarsin atau bagian kecil dari “Cairan berasap cadet” (sesuai dengan nama ahli kimia Prancis Louis Claude Cadet de Gassicourt) (CH3)2As—As(CH3)2 ialah suatu cairan berminyak yang beracun dengan bau bawang. Cacodyl mengalami pembakaran spontan dalam udara kering.

Nama IUPAC-nya adalah Tetrametildiarsin. Nama lainnya adalah Tetrametildiarsenik (As – As); Tetrametildiarsin. Senyawa ini mempunyai rumus molekul C4H12As2 dengan berat molekul 209,98 gr/ mol.

Pembuatan

Cacodyl oksida dibuat melalui reaksi kalium asetat dengan arsen trioksida.

4 CH3CO2K + As2O3 → As2(CH3)4 + 2 K2CO3 + 2 CO2

Reduksi selanjutnya atau disproporsionasi zat ini di bawah kondisi-kondisi reaksi menghasilkan suatu campuran dari beberapa senyawa arsenik yang dimetilasikan. Satu sintesis yang jauh lebih baik dikembangkan yang dimulai dari dimetil arsin klorida dan dimetil arsin.

As(CH3)2Cl + As(CH3)2H → As2(CH3)4 + HCl

Permasalahan:

1. Apa kegunaan dari cacodyl? 

2. Bagaimana sifat dari kalium asetat dan arsen trioksida sehingga bisa digunakan untuk membuat cacodyl? 

3. Mengapa cacodyl mengalami pembakaran spontan dalam udara kering? 

PEMBENTUKAN DISAKARIDA DAN POLISAKARIDA

PEMBENTUKAN DISAKARIDA DAN POLISAKARIDA

Pengertian disakarida

      Disakarida atau biosa ialah karbohidrat yang terbentuk ketika dua monosakarida mengalami reaksi kondensasi yang meliputi eliminasi sejumlah kecil molekul, seperti air, dari gugus fungsional saja. Seperti monosakarida, disakarida membentuk larutan berair ketika dilarutkan dalam air. Tiga contoh umum disajarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa. Disakarida merupakan salah satu dari empat kelompok zat kimia karbohidrat (monosakarida, disakarida, oligosakarida dan polisakarida).

Klasifikasi

      Ada dua tipe disakarida yang berbeda, yaitu: disakarida yang mereduksi, di mana satu monosakarida, gula reduksi, masih memiliki unit hemiasetal bebas; dan disakarida non-reduksi, di mana komponen-komponen yang berikatan melalui rantai asetal antara pusat-pusat anomer mereka dan tidak satu pun monosakarida memiliki unit hemiasetal bebas. Sellobiosa dan maltosa merupakan contoh dari disakarida reduksi. Sukrosa dan trehalosa adalah contoh-contoh disakarida non-reduksi.

Pembentukan

      Disakarida terbentuk ketika dua monosakarida bergabung bersama dan satu molekul air dihilangkan, proses ini dikenal sebagai reaksi dehidrasi. Misalnya, gula susu (laktosa) terbentuk dari glukosa dan galaktosa di mana gula dari gula tebu dan gula bit (sukrosa) terbentuk dari glukosa dan fruktosa. Maltosa, disakarida terkenal lainnya, terbentuk dari dua molekul glukosa. Dua monosakarida yang terbentuk melalui reaksi dehidrasi (juga disebut reaksi kondensasi) atau sintesis dehidrasi) yang menyebabkan hilangnya sebuah molekul air dan pembentuk satu ikatan glikosida.

Sifat-sifat

      Ikatan glikosida dapat terbentuk antara setiap gugus hidroksil pada komponen monosakarida. Jadi, bahkan bila kedua komponen gula sama (misalnya, glukosa), berbeda kombinasi ikatannya (regiokimia) dan stereokimia (alfa- atau beta-) dihasilkan sebagai disakarida yang merupakan distereomer dengan sifat-sifat kimia dan fisika yang berbeda.
Bergantung pada konstituen monosakaridanya, disakarida terkadang kristal, terkadang larut dalam air, dan terkadang terasa manis dan dan terasa tajam.

Disakarida Umum

      Ada enam disakarida umum. Perbedaan antara satu sama lain terletak pada ikatan glikosida dan konstituen mono-sakaridanya. Maltosa dan selobiosa adalah produk-produk hidrolisis dari polisakarida pati dan selulosa.

Pengertian polisakarida

      Polisakarida adalah makromolekul, polimernya dihubungkan dengan ikatan glikosidik. Beberapa polisakarida berfungsi sebagai materi simpanan atau cadangan yang nantinya diperlukan sebagai dihidrolisis untuk menyediakan gula bagi sel. Polisakarida lain berfungsi sebagai materi pembangun (penyusun) untuk struktur yang melindungi sel atau keseluruhan organisme.

Fungsi Polisakarida

      Beberapa polisakarida berfungsi sebagai bentuk penyimpan bagi monosakarida dan yang lainnya berfungsi sebagai unsur struktural di dalam dinding sel dan jaringan pengikat. Glikogen dan pati merupakan polisakarida simpanan yang terdapat pada tumbuhan dan manusia sedangkan selulosa merupakan polisakarida strukural yang berfungsi sebagai tulang semu bagi tumbuhan. Pati dan glikogen  dihidrolisa di dalam saluran pencernaan oleh amilase, sedangkan selulosa tidak dapat dicerna. Namun, selulosa mempunyai peran penting bagi manusia karena merupakan sumber serat dalam makanan manusia.

Jenis-jenis Polisakarida

A.    Pati
Pati adalah polisakarisa simpanan yang terdapat pada tumbuhan. Hampir semua sel tanaman mampu menghasilkan pati. Pati banyak terdapat dalam golongan umbi seperi kentang dan pada biji-bijian seperti jagung. Pati mengandung dua jenis polimer glukosa yaitu, α-amilasi (amilosa) dan amilopektin. Amilosa merupakan polisakarida linear dari rantai unit-unit D-glukosa yang panjang, tidak bercabang yang dihubungkan oleh ikatan α (1-4)-glukosida dengan berat molekul yang bervariasi. Amilopektin memiliki berat molekul yang tinggi, memiliki banyak cabang, yang terdiri dari beberapa unit glukosa berantai lurus. Unit tersebut dihubungkan oleh ikatan glikosidik pada ikatan α (1-4) tetapi titik percabangannya merupakan ikatan α (1-6). Amilosa memberi warna biru dengan adanya iodium sedangkan amilopektin akan menghasilkan warna jingga sampai merah bila ditambahkan larutan iodium.

B.     Glukogen
Glikogen adalah polisakarisa simpanan pada hewan dan manusia. Strukturnya serupa dengan amilopektin, namun jumlah percabangannya lebih banyak. Glikogen bercabang dari D-glukosa dalam ikatan α (1-4) dan ikatan pada percabangannya adalah α (1-6). Glikogen banyak diemukan di dalam hati dan urat daging.

C.     Selulosa
Selulosa atau polisakarida struktur adalah polisakarida yang banyak terdapat dalam tumbuhan, terutama pada bagian dinding sel. Selulosa berfungsi untuk menjaga strukur sel tersebut. Selulosa berupa rantai lurus homopolisakarida yang disusun oleh unit-unit D-glikopiranosa melalui ikatan β (1-4)-glikosida. Selulosa tidak dapat dipecahkan oleh α atau β-amilase dan tidak dapat dicerna oleh vertebrata kecuali oleh hewan ruminan (seperti sapi, kambing, dan domba) yang mengandung bakteri penghasil selulosa. Bakteri selulosa ini dapat memecahkan selulosa menjadi D-glukosa sehingga dapat digunakan sebagai makanan pada organisme tingkat tinggi lainnya.



Permasalahan :
1. Jelaskan perbedaan antara disakarida mereduksi dan disakarida non-reduksi?
2. Bagaimana struktur dari disakarida tersebut?
3. Polisakarida yang seperti apa yang sering di jumpai dalam Kehidupan sehari-hari?

BEBERAPA MONOSAKARIDA DAN PENENTUAN STEREOKIMIA

BEBERAPA MONOSAKARIDA DAN PENENTUAN STEREOKIMIA

      Ketika kata mulai karbohidrat dikenal, awalnya disebut senyawa dari rumus umum Cn(H2O) n. Namun, hanya gula sederhana, atau monosakarida yang cocok dengan rumus ini. Jenis karbohidrat yang lain, oligosakarida dan polisakarida, didasarkan pada unit monosakarida dan memiliki rumus umum yang sedikit berbeda. Oligosakarida terbentuk ketikabeberapa (oligos Yunani) monosakarida yang terkait, yaitu polisakarida terbentuk ketika banyak monosakarida (polys Yunani) terikat bersama-sama. Reaksi yang menambahkan unit monosakarida ke molekul karbohidrat termasuk meningkatkan hilangnya satu molekul H2O untuk setiap kaitan/ikatan baru terbentuk,perhitungan untuk perbedaan rumus umum.
      Karbohidrat biasa banyak ditemui dalam bentuk polisakarida, termasuk glikogen, yang ditemukan pada hewan, dan pati dan selulosa yang ditemui padatanaman. Karbohidrat memainkan sejumlah peran penting dalam biokimia. Pertama, mereka merupakan sumber energi utama. Kedua, oligosakarida memainkan peran kunci dalam proses yang terjadi pada permukaan sel, terutama pada interaksi sel-sel dan kekebalan tubuh. Selain itu, polisakarida komponen struktural penting dari beberapa kelas organisme. Selulosa adalah komponen utama dari rumput dan pohon, dan polisakarida lainnya adalah komponen utama dari sel dinding bakteri.
      Glukosa merupakan sumber energi di mana-mana, dan ribosa memainkan peran penting dalam struktur asam nukleat. Gula, terutama mereka yang telah lima atau enam atom karbon, biasanya ada dalam bentuk molekul siklik bukan sebagai bentuk rantai terbuka.
Siklisasi ini berlangsung sebagai akibat dari interaksi antara gugus fungsional pada karbon jauh, seperti C-1 dan C-5, untuk membentuk siklik g (dalamaldohexoses). Kemungkinan lain (Gambar.5) adalah interaksi antara C-2 dan C-5 untuk membentuk hemiketal siklik (dalam ketohexoses). Dalam kedua kasus, karbonil yang menjadi pusat karbon kiral baru yang disebut karbon anomeric. Siklik gula ini dapat mengambil salah satu dari dua bentuk yang berbeda, α dan β, dan disebut anomers satu sama lain. Proyeksi Fischer dari anomer α-dari gula D memiliki anomeric yang gugus hidroksil ke kanan karbon anomeric (C-OH), dan β-anomer dari gula D memiliki gugus hidroksil anomeric ke kiri anomeric karbon (Gambar.6). Spesies karbonil bebas dapat mudah membentuk baik α atau β--anomer, dan anomers dapat dikonversi dari satu bentuk ke bentuk yang lain melalui spesies karbonil bebas. Dalam beberapa molekul biokimia, setiap anomer dari gula yang diberikan dapat digunakan, tetapi, dalam kasus lain, hanya satu anomer yang terjadi. Sebagai contoh, pada organisme hidup, hanya ditemukan β-D-ribosa dan β-D-deoksiribosamasing-masing pada RNA dan DNA.
deoksiribosamasing-masing pada RNA dan DNA.

Gambar.1. Bentuk linier dari D-glukosamengalami suatu reaksiintramolekul untuk membentukhemiacetal siklik.

                                        β-D-Glucopyranose

      Rumus proyeksi Fischer berguna untuk menjelaskan gula yang stereokimia, tetapi ikatan panjang dan sudut tikungan kanan tidak memberikan gambaran realistis tentang situasi ikatan dalam bentuk siklik, juga tidak akurat mewakili bentuk keseluruhan dari molekul. Rumus proyeksi Haworth  lebih berguna untuk tujuan itu. Dalam proyeksi Haworth, struktur siklik. Gula ditunjukkan pada gambar perspektif sebagai beranggota lima atau enam cincin planar. Sebuah cincin beranggota lima disebut furanose karena kemiripannya dengan furan, sebuah cincin beranggota enam disebut pyranose karena dari kemiripannya dengan pyran [Gambar. 7 (a) dan (b)]. Formula siklik ini mendekati bentuk molekul yang sebenarnya lebih baik untuk furanoses daripada pyranoses.Furanoses beranggota lima-cincin dalam kenyataannya sangat hampir planar, tapi pyranoses beranggota enam cincin benar-benar ada dalam larutan dalam konformasi kursi

[Gambar. 7 (c)]. Konformasi kursi banyak ditampilkandalam buku pelajaran kimia organik.

      Struktur semacam ini sangat berguna dalam diskusi bentuk molekul. Konformasi kursi dan proyeksi Haworth cara alternatif untuk mengungkapkan informasi yang sama. Meskipun rumus Haworth adalah perkiraan, mereka merupakan singkatan berguna
untuk struktur reaktan dan produk dalam banyak reaksi yang kita lihat. Proyeksi Haworth mewakili stereokimia gula lebih realistis dibandingkan proyeksi Fischer, dan skema Haworth
cukup untuk tujuan pemahaman kita. Itulah sebabnya ahli biokimia menggunakannya, meskipun ahli kimia organik lebih suka bentuk kursi. Gambar. 6. Proyeksi Fischer formula daritiga bentuk glukosa. Perhatikan bahwa bentuk α dan β
dapat dikonversi ke satu sama lain melalui bentuk rantai terbuka. Konfigurasi pada karbon5 menentukan bentuk D. Untuk gula D, kelompok yang ditulis di sebelah kanan karbon dalam prloyeksi Fischer memiliki arah ke bawah dalam proyeksi Haworth, setiap kelompok yang ditulis ke kiri dalam proyeksi Fischer memiliki arah ke atas dalam proyeksi Haworth. Gugusterminal-CH2OH, yang berisi atom karbondengan jumlah tertinggi dalam skema penomoran, akan ditampilkan dalam sebuah arah ke atas. Struktur α-dan β-D-glukosa, yang keduanya pyranoses, dan dari β-D-ribosa, yang merupakan sebuah furanose, menggambarkan hal ini (Gambar.8). Perhatikan bahwa, dalam α-anomer, yang gugus hidroksilnyapada karbon anomeric adalah di sisi berlawanan
dari cincin dari gugus terminal -CH2OH(yaitu, menunjuk ke bawah). Dalam β-anomer, adalah pada sisi yang sama dari cincin (mengarah ke atas). Konvensi yang sama berlaku untuk α-dan β-anomers dari furanoses.


Permasalahan :
1. Pada karbohidrat terdapat oligosakarida dan polisakarida, coba jelaskan apa itu oligosakarida dan poligosakarida kemudian masing-masing berikan contoh?

2. Mengapa D-Gliseraldehid disebut sebagai karbohidrat paling sederhana? 

3. Mengapa ribosa berperan penting dalam struktur asam nukleat? 

CONTOH REAKSI ELIMINASI PADA ALKOHOL DAN ALKIL HALIDA

CONTOH REAKSI ELIMINASI PADA ALKOHOL DAN ALKIL HALIDA  

      Reaksi Eliminasi adalah suatu jenis reaksi organik dimana dua substituen dilepaskan dari sebuah molekul baik dalam  satu atau dua langkah mekanisme, atau dapat disebut juga penyingkiran atau penghilangan beberapa atom yang terjadi pada suatu senyawa. Pada reaksi ini senyawa yang berikatan tunggal berubah menjadi ikatan rangkap.
Reaksi E1

      Reaksi E1 adalah reaksi eliminasi dimana suatu karbokation (suatu zat antara yang tak stabil dan berenergi tinggi, yang dengan segera bereaksi lebih lanjut) dapat memberikan sebuah proton kepada suatu basa dan menghasilkan sebuah alkena. Pada reaksi SN1, salah satu cara karbokation mencapai produk yang stabil ialah dengan bereaksi dengan sebuah nukleofil.
Reaksi E2

      Reaksi E2 (eliminasi bimolekular) ialah reaksi eliminasi alkil halida yang paling berguna. Reaksi E2 alkil halida cenderung dominan bila digunakan basa kuat, seperti –OH dan –OR, dan temperatur tinggi. Secara khas reaksi E2 dilaksanakan dengan memanaskan alkil halida dengan K+-OH / Na+ -OCH2CH3.

Reaksi Eliminasi pada Alkohol

      Reaksi ini sering disebut reaksi dehidrasi, karena melepas sejumlah air. Contoh pada pemanasan alkohol dengan H2SO4.
Reaksinya :

      CH3 – CH2OH —>CH2 = CH2 + H2O

Etanol…………………… etena

Jika yang bereaksi bukan alkohol primer, reaksinya akan mengikuti aturan Saytzef, yaitu atom H diambil dari atom C yang jumlah atom H-nya lebih sedikit.
Contoh :

      CH3 – CH2 – CHOH – CH3 —>CH3 – CH = CH – CH3 + H2O

Butanol…………………………………. 2- butena

Selain terjadi pada alkana dan alkohol, reaksi eliminasi juga terjadi pada alkyl halida ( dihaloalkana) dan haloalkana sekunder/ tersier.

Reaksi E1 mengalami dua tahap, yaitu tahap ionisasi dan deprotonasi. Pada reaksi E1, tahap pertama terlihat identik dengan tahap pertama pada reaksi SN1. Untuk mekanisme reaksi E1 bisa dilihat lebih jelas pada gambar berikut :

Tahap pertama reaksi E1 yaitu tahap ionisasi

Setelah terionisasi terbentuk karbokation, tahap selanjutnya adalah terlepasnya sebuah proton dari suatu atom karbon yang terletak berdampingan dengan karbon positif. Kemudian elektron ikatan yang ditinggalkan proton bergeser ke arah karbon positif, dan terbentuklah suatu ikatan rangkap.

Tahap kedua reaksi E1

Reaksi E2

      Reaksi E2 berjalan tidak melalui suatu karbokation dahulu sebagai zat antara, melainkan berupa reaksi serentak. Reaksi serentak ini maksudnya suatu reaksi yang terjadi sekaligus pada satu tahap. Reaksi yang terjadi pada E2 diantaranya :
1. Basa membentuk ikatan dengan hidrogen
2. Elektron-elektron C-H membentuk ikatan pi
3. Halida bersama sepasang elektronnya meninggalkan ikatan sigma C-X

Mekanisme reaksi E2 lebih jelasnya bisa perhatikan gambar berikut :

Basa yang digunakan untuk melangsungkan reaksi E2 adalah basa kuat.





Permasalahan :
1. Reaksi E1 mengalami 2 tahap yaitu tahap ionisasi dan deprotonasi, apa yang di maksud dengan ionisasi dan deprotonasi. Jelaskan!
2. Disebutkan bahwa reaksi E2 berjalan tidak melalui karbokation sebagai zat antara melainkan berupa reaksi serentak, mengapa demikian?
3. Mengapa pada reaksi E1 disebut reaksi dehidrasi?

PEMBENTUKAN DAN REAKTIFITAS SENYAWA ORGANOMETALIK

PEMBENTUKAN DAN REAKTIFITAS SENYAWA ORGANOMETALIK

Senyawa organologam

      Senyawa organologam adalah senyawa di mana atom-atom karbon dari gugus organik terikat kepada atom logam. Contoh, suatu aloksida seperti (C3H7O)4Ti tidaklah dianggap sebagai suatu senyawa organologam karena gugus organiknya terikat pada Ti melalui oksigen, sedangkan C6H5Ti(OC3H7)3 karena terdapat satu ikatan langsung antara karbon C dari gugus fenil dengan logam Ti.HH Istilah organologam biasanya didefenisikan agak longgar, dan senyawaan dari unsur-unsur seperti Boron, fosfor, dan silikon semuanya mirip logam. Tetapi untuk senyawa yang mengandung ikatan antara atom logam dengan oksigen, belerang, nitrogen, ataupun dengan suatu halogen tidak termasuk sebagai senyawa organologam. Dari bentuk ikatan pada senyawa organologam, senyawa ini dapat dikatakan sebagai jembatan antara kimia organik dan anorganik..
Pada dasarnya senyawa organologam ini muatan karbon negatif atau polarized sehingga nukleofilik kemudian reaksi dengan karbon elektrofiliknya dapat membuatikatan karbon-karbon.
Jadi dapat disimpulkanNukleofilik=bermuatan positif sedangkan elektrofilik= bermuatan negatif

Reagen grignard

      Reagen grignard adalah suatu reaksi kimia organologam yang mana alkil, vinil, atau aril-magnesiumhalida (pereaksi Grignard) ditambahkan ke dalam gugus karbonil dari suatu aldehida atau keton. Reaksi ini adalah suatu cara penting untuk pembuatan ikatan karbon–karbon. Reaksi antara suatu halida organik dengan magnesium bukan reaksi Grignard, tetapi menghasilkan pereaksi Grignard .
Pereaksi Grignard dibuat melalui reaksi antara alkil atau aril halida dengan logam magnesium. Reaksi dilakukan dengan penambahan halida organik ke dalam suspensi magnesium dalam pelarut eter, yang menghasilkan ligan yang diperlukan untuk menstabilkan senyawa organomagnesium. Bukti empiris menunjukkan bahwa reaksi berlangsung pada permukaan logam. Reaksi berlangsung melalui transfer elektron tunggal: Dalam reaksi pembentukan Grignard, radikal bebas dapat dikonversi menjadi karbanion melalui transfer elektron kedua.
R−X + Mg → R−X•− + Mg•+
R−X•− → R• + X−
R• + Mg•+ → RMg+
RMg+ + X− → RMgX

Untuk kegunaan ini, pereaksi Grignard komersial sangat berguna karena dapat menghindari masalah pada tahap inisiasi.
Terdapat banyak cara untuk membentuk ikatan-ikatan logam antara karbon dengan logam transisi dan nontransisi. Beberapa yang penting adalah sebagai berikut:
1.      Reaksi logam langsung (Frankland, 1848)
Mg   +   CH3I   →   CH3MgI
       eter

2.      Penggunaan zat pengalkilasi
PCl3   +   3C6H5MgCl →   P(C6H5)3 + 3MgCl2
VOCl3   +   3(CH3)SiCH2MgCl →   VO(CH2SiMe3)3  + 3MgCl2
PtCl2(Pet3)2   +   CH3MgCl →   PtCl(CH3)(Pet2)2 + MgCl2
3.      Interaksi hidrida logam atau nonlogam dengan alkena atau alkuna
1/2 B2H6 + 3 C=C → B-(C=C)3
4.      Reaksi oksidasiAdidi
Dimana alkil atau aril halida ditambahkan kepada senyawa logam transisi terkoordinasi tidak jenuh menghasilkan ikatan logam karbon.
RhCl(PPh3)3   +   CH3I →   RhClI(CH3)(PPh3)2 + PPh3
Senyawa organologam biasanya dinamakan sebagai logam diganti,misalnya alkil logam atau logam alkil halida. senyawa Organomagnesium umumnya disebut sebagai pereaksi Grignard. Contoh: CH3Li = lithium metil, CH3MgBr = metil magnesium bromida.


Permasalahan :
1. Apa itu organologam?
2. untuk senyawa yang mengandung ikatan antara atom logam dengan oksigen, belerang, nitrogen, ataupun dengan suatu halogen tidak termasuk sebagai senyawa organologam, kenapa demikian?
3. Apa contoh dari senyawa organologam dan apa ciri-ciri senyawa organologam?

MEKANISME REAKSI ADISI ELEKTROFILIK PADA SENYAWA ORGANIK TAK JENUH

 MEKANISME REAKSI ADISI ELEKTROFILIK PADA SENYAWA ORGANIK TAK JENUH

Pengertian Reaksi Adisi

Reaksi adisi adalah reaksi penggabungan dua atau lebih molekul menjadi sebuah molekul yang lebih besar dengan disertai berkurangnya ikatan rangkap dari salah satu molekul yang bereaksi akibat adanya penggabungan. Biasanya satu molekul yang terlibat mempunyai ikatan rangkap. Contoh reaksi adisi adalah reaksi antara etena dengan gas klorin membentuk 1,2-dikloroetana.

                 

Reaksi adisi hanya terbatas pada molekul yang mempunyai ikatan rangkap, sepertialkena dan alkuna. Molekul yang mempunyai ikatan rangkap karbon-hetero seperti gugus karbonil (C=O) atau imina (C=N) dapat melangsungkan reaksi adisi karena juga mempunyai ikatan rangkap.

Reaksi adisi merupakan kebalikan dari reaksi eliminasi. Sebagai contoh, reaksi hidrasi alkena dan dehidrasi alkohol merupakan pasangan reaksi adisi-eliminasi.

Reaksi Adisi Elektrofilik

Reaksi adisi elektrofilik terjadi apabila gugus yang pertama menyerang suatu ikatan rangkap pereaksi elektrofil. Reaksi adisi elektrofilik ditemukan pada senyawa C yang mengandung ikatan rangkap antara dua atom C seperti alkena dan alkuna. Contoh reaksi adisi elektrofilik adalah reaksi antara etena dengan asam klorida menghasilkan etil-klorida

                

Orientasi Adisi Elektrofilik: Aturan Markovnikov

Tahap reaksi adisi elektrofilik adalah:

· Tahap 1: serangan terhadap elektrofil E+yang terjadi secara lambat,

              

· Tahap 2 : serangan nukleofil terhadap karbonium,

Sebagai contoh apabila etena bereaksi dengan HBr , mekanisme reaksi mengikuti langkah sebagai berikut:

          

Reaksi adisi terjadi jika senyawa karbon yang mempunyai ikatan rangkap menerima atom atau gugus atom lain sehungga ikatan rangkap berubah menjadi ikatan tunggal. Ikatan rangkap merupakan ikatan tak jenuh, sedangkan ikatan tunggal merupakan ikatan jenuh. Jadi, reaksi adisi terjadi dari ikatan tak jenuh menjadi ikatan jenuh.
Mekanismenya reaksi adisi :

C = C → C- C

C ≡ C → C = C → C – C.

Hidrokarbon yang memiliki ikatan rangkap dua atau rangkap tiga merupakan senyawa tak jenuh. Pada senyawa tak jenuh ini memungkinkan adanya penambahan atom hidrogen. Ketika suatu senyawa tak jenuh direaksikan dengan hidrogen halida maka akan menghasilkan produk tunggal.

Aturan Markovnikov: adisi asam terhadap alkena yang tak simetri, atom H akan mengikat atom H lebih banyak

Contoh:

CH2=CH2    +  H2        CH3-CH3
Etena           hidrogen              etana        
   
CH=CH   +  2H2         CH3-CH3
Etuna           hidrogen              etana     

Permasalahan :

1.      Apa penyebab reaksi adisi bisa terjadi?

2.      Mengapa reaksi adisi hanya terbatas pada molekul yang mempunyai ikatan rangkap?

3.      Bagaimana ciri-ciri suatu reaksi bisa di katakan mengalami reaksi adisi?