Karbohidrat

KARBOHIDRAT
Biomolekul yang paling banyak ditemukan di alam
Dari namanya à molekul yang terdiri dari carbon (C) dan hydrate (air à H2O)
Mempunyai rumus molekul (CH2O)n untuk monosakarida
Disintesis dari CO2 dan H2O dlm proses fotosintesis
Dikenal juga sebagai sakarida
Klasifikasi
Berdasar kompleksitasnya, dapat dibagi menjadi 3 golongan
Monosakarida àkarbohidrat tunggal
Oligosakarida à karbohidrat yg tersusun dr bbrp monosakarida
Polisakarida àkarbohidrat yang tersusun dr lebih dari 10 monosakarida
Fungsi
Didalam organisme memiliki berbagai peranan:
Simpanan energi, bahan bakar dan senyawa antara metabolisme
Pati, glikogen à dgn cepat dpt diubah mjd glukosa
Bagian dr kerangka struktural pembentuk RNA dan DNA à gula ribosa dan deoksiribosa
Elemen struktural pd dinding sel tanaman, bakteri & eksoskleleton Arthropoda à polisakarida
Identitas sel à berikatan dgn protein atau lipid dan berfungsi dlm proses pengenalan antar sel (cell-cell recognition) à oligosakarida
Monosakarida
Gula paling sederhana
Rumus molekul (CH2O)n
Terdapat dalam 2 bentuk
Aldosa
Ketosa
Monosakarida plg sederhana mempy jumlah karbon 3 à gliseraldehid dan dihidroksiaseton
Monosakarida yang paling umum adalah heksosa
Di alam biasa terdapat dlm konformasi D
Gliseraldehid dan proyeksi Fischer
Gula aldehid dengan 3 karbon
Terdapat dalam 2 stereoisomer / mirror images
Stereoisomer
Diastereoisomers
C chiral à membtk stereoisomer
Molekul yang memiliki stereoisomer à mempunyai formula dan struktur yg sama tapi berbeda dalam pengaturan 3D atom2nya
Monosakarida dengan atom C asimetris, mempunyai banyak konfigurasi 3 dimensi
Secara umum à dengan C chiral m maka memiliki konfigurasi 3 D sebanyak 2m
Stereoisomer yang bukan mrpkn bayangan cerminnya à diastereoisomer.
Konformasi kursi dan kapal
Ikatan glikosida à terbentuk dari eliminasi air antara gugus hidroksil dari suatu monosakarida berbentuk siklis dengan gugus hidroksil senyawa yang lain.
Sifat penciri suatu disakarida
Monomer gula penyusunnya dan stereo-konfigurasinya
Karbon yang terlibat dalam membtk ikatan
Urutan unit monomernya, apabila terdiri dari monosakarida yg berbeda
Konfigurasi anomerik – gugus OH pada C no. 1 dari setiap unit penyusunnya.
Most common disacharides
Common polysacharides
Pati
Glikogen
Sellulosa
Struktural karbohidrat utama pada tumbuhan berkayu dan berserat
Polimer D-glukosa linear dgn iktn β1à4
Dengan iktn tersebut menyebabkan mempy karakter yg sangat berbeda dgn amilosa
Bentuk spt fiber / serat lurus dan memanjang
Setiap residu glukosa membtk pita yang antr satu dgn yg lain saling berputar 180 °
Kitin
Merupakan polimer N-asetil β – D glukosamin
Terhubung dengan ikatan β 1à4 , sehingga memiliki struktur yg mirip dengan selulosa kecuali pada gugus OH atom C 2 diganti dengan gugus amino yg terasilasi
Terdistribusi luas di banyak organisme terutama menyusun eksoskeleton bbrp moluska dan artropoda
Structural polysacharides
Glikosaminoglikan
heterosakarida yg berulang dan mengandung derivat gula amino apakah itu glukosamin atau galaktosamin.
pada setiap unit penyusunnya tersebut selalu bermuatan negatif à krn adanya gugus karboksilat dan sulfat
Major glukosamine a.l. : dermatan sulfat, kondroitin sulfat, heparan sulfat, keratan sulfat, heparin, hyaluronate
Oligosakarida dan Polisakarida sbg marker sel
Struktur karbohidrat bervariasi pada permukaan sel à penting
Berperan sebagai sisi untuk interaksi antar sel dan dengan lingkungannya
Lektin à
protein mengikat spesifik karbohidrat,
banyak terdapat di hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme
Fungsi lektin beragam, beberapa belum pasti
Pada tumbuhan à tidak jelas
Beberapa berperan sebagai insektisida
contoh minyak kastor
Bakteria à contoh E.coli mampu menempel pada sel epitelial usus halus à karena lektin E.coli mampu mengenali target oligosakarida yang terdapat pada usus halus tsb
Structure of a Part of Influenza hemagglutinin
The ability of viruses to infect specific cell types is dictated in part by the ability of these viruses to bind to particular structures or receptors on the surfaces of cells.
influenza virus recognizes sialic acid residues present on cell-surface glycoproteins. The viral protein that binds
to these sugars is called hemagglutinin
Daftar Pustaka
Mathews, van Holde and Ahern. 2000. Biochemistry, 3rd edition. Benjamin/Cummings. San Fransisco. 278-310
Lehninger. Principle of Biochemistry. 4th edition. 238-271
Berg, J.M., Tymoczko, J.L., and Stryer, L. Biochemistry. 5th edition. Freeman and Co. 453-487

Benzena dan turunanya

“ BENZENA DAN TURUNANNYA “
1. Struktur Kekule
Rumus molekul benzena ( C6 H6 ) memperlihatkan ketidakjenuhan
Untuk mejelaskan sifat-sifat benzena, maka pada tahun 1865 kekule mengajukan struktur lingkar enam dengan tiga ikatan rangkap yang berkonjugasi dan selalu berpinda-pindah
2. Ikatan Sigma dan ikatan PHI
Menurut teori ikatan Val, Orbital molekul terbentuk dari penumpang tindihan orbital-orbital atom. Penumpang tindihan orbital-orbital atom dapat terjadi menurut dua cara
yaitu :
1. Penumpang tindihan ujung dengan ujung, ikatan kovalen yang terbentuk dengan penumpang tindihan jenis ini disebut ikatan sigma]
2. Penumpang tindihan sisi dengan sisi, ikatan kovalen yang terbentuk dengan tipe ini disebut ikatan PHI
Ikatan pertama yang terjadi antara dua atom selalu berupa ikatan sigma, sedangkan ikatan kedua dan ketiga adalah ikatan PHI. Jadi,
☺Ikatan kovalen tunggal adalah ikatan sigma
☺Ikatan rangkap terdiri dari satu ikatan sigma dan satu ikatan PHI
☺Ikatan rangkap tiga terdiri dari satu ikatan sigma dan dua ikatan PHI
Hibridasi pada atom karbon
Dalam pembentukan senyawa, atom karbon dapat mengalami tiga macam hibridasi, yaitu 3p3, 3p2 dan sp
Setiap ikatan sigma memerlukan 1 orbital hibrida
☺Jika karbon membentuk 4 ikatan sigma, maka tipe hibridasinya adalah 3p3
☺ Jika karbon membentuk 3 ikatan sigma, maka tipe hibridasinya adalah 3p2
☺ Jika karbon membentuk 2 ikatan sigma, maka tipe hibridasinya adalah 3p
“ Sifat – Sifat Benzena “
1. Subtitusi pertama
a. Halogenesi → Benzena bereaksi langsung dengan halogen dengan katalisator besi ( III ) halida
b. Nitrasi → Benzena bereaksi dengan asam nitrat pekat dengan katalisator asam sulfat pekat membentuk nitrobenzena
c. Sulfonasi → Terjadi apabila benzena di panaskan dengan asam sulfat pekat
d. Alkilasi → Alkilbenzena dapat terbentuk jika benzena direaksikan dengan alkil halida dengan katalisator aluminium kloroda ( AlCl3 )
2. Subtitusi kedua
Pengaruh subtituen pertama terhadap subtitusi kedua
Pengaruh Orta para Pengaruh Meta
- NH2 - NHR, NR2 O
║
- CR
- OH - CO2R
- OR - SO3H
O - CHO
║
- NHCR - CO2H
- C6H6 ( Aril ) - CN
- R ( Alkil ) - NO2
- X : ( Mendeaktifkan ) - NR3+
“ Kegunaan dan dampak dari benzena dan beberapa turunannya “
1. Benzena → Sebagai pelarut berbagai jenis zat, bahan dasar membuat stirena dan nilon 66
2. Fenoln → Sebagai antiseptik
3. Asam Salisilat → Sebagai obat dengan nama spirin ataui asetosal
4. Asam Benzoat → Sebagai pengawet pada berbagai makanan olahan
5. Anilina → Bahan dasar membuat zat – zat diaso.
“ POLIMER ”
Berbagai barang yang dibuat dari bahan plastik disebut polimer. Polimer yang lazim adalah polietilena, polistirena dan polivinilklorida ( PVC ). Polimer terdiri dari molekul – molekul besar disebut makromolekul. Unit pembangun polimer yang berasal dari molekul sederhana disebut monomer. Reaksi pembentukan polimer dari monomernya disebut polimerasasi
1. Polimerasasi Adisi
Terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan rangkap. Polimerasasi adisi adalah perkaitan langsung antarmonomer berdasarkan reaksi adisi ( Dapat berlangsung dengan bantuan katalisator )
2. Polimerasasi Kondensasi
Monomer – monomernya saling berkaitan dengan melepas molekul kecil, seperti H@) dan CH3OH. Polimerasasi ini terjadi pada monomer yang mempunyai gugus fungsi pada kedua ujungnya.
Penggolongan Polimer
1. Berdasarkan asalnya
» Polimer alam yaitu polimer yang terdapat di alam
» Polimer sintetis yaitu polimer yang dibuat di pabrik dan tidak terdapat di alam
2. Berdasarkan jenis polimernya
» Homopolimer terbentuk dari satu jenis monomer
Contohnya : Polietilena, Polipropilena, Teflon
» Kopolimer terbentuk dari dua jenis atau lebih monomer
Contohnya : Nilon – 66 dan Dakran
3. Berdasarkan sifatnya terhadap panas
» Polimer termoplas adalah polimer yang melunak jika dipanaskan dan dapat dibentuk ulang.. contohnya : PVC, Polietilena
» Polimer termoseting adalah polimer yang tidak melunak jika dipanaskan dan tidak dapat dibentuk ulang. Contohya : Bakelit ( Plastik yang di gunakan untuk listrik )
Perbedaan antara polimer termoplas dan termoseting terletak pada strukturnya. Polimer termoplas terdiri atas molekul – molekul rantai lurus, sedangkan polimer termoseting terdiri atas ikatan silang antar rantai sehingga terbentuk bahan yang keras dan lebih kaku.
Berbagai Macam Polimer
1. Karet Alam
a. Karet alam adalah polimer dari isoprena. Getah pohon karet disebut lateks. Karet dikoagulasikan dari lateks dengan menggunakan asam format.
b. Vulkanisasi
Karet dapat dipanaskan jika dimasak dengan belerang. Pengerasan terjadi karena terbentuk ikatan saling disulfida antar rantai. Proses ini disebut Vulkanisasi.
2. Karet Sintetis
a. Polibutadiena
Mirip dengan karet alam namun tidak kuat dan tidak tahan terhadap bensin atau minyak
b. Polikloroprena ( Neoprena )
Mempunyai daya tahan terhadap minyak dan bensin yang paling baik dibandingkan elastomer lainnya. Digunakan untuk membuat selang oli
c. SBR
SBR adalah kopolimer dari stirena ( 25% ) dan butadiena ( 75% ).
Merupakan karet sintetis yang paling banyak digunakan dan diproduksi.
Penggunaan SBR adalah untuk ban kendaraan bermotor.
4. Polipropilena
Untuk membuat kalung, tali, botol dan sebagainya
5. Teflon
Banyak yang dipakai sebagai gasket, pelapis tangki dipabrik kimia dan pelapis panci anti lengket.
6. PVC
Untuk membuat pipa, pelapis lantai, selang dan sebagainya
7. Polistirena
Untuk membuat gelas minuman ringan, isolasi, bahan untuk pengepakan dan kemasan makanan
8. Akrilat
Dikenal dengan nama flexiglass, digunakan untuk membuat baju “ WOL “, kaos kaki, karpet dan lain - lain
9. Bakelit
Digunakan untuk peralatan listrik
10. Nilon
Membuat tali, jala, parasut
11. Terilen
Digunakan sebagai tekstil
12. Resin urea – formaldehida dan melamin - formaldehida
Digunakan untuk perkakas makanan misalnya mangkuk dan piring.
“ Penanganan Limbah Plastik “
1. Daur ulang
2. Incinerasi
3. Plastic Biodegradabel

Asam Amino dan Protein

Asam Amino dan Protein
Protein
 Molekul yg sangat vital untuk organisme à terdapt di semua sel
 Polimer à disusun oleh 20 mcm asam amino standar
 Rantai asam amino dihubungkan dg iktn kovalen yg spesifik
 Struktur & fungsi ditentukan oleh kombinasi, jumlah dan urutan asam amino
 Sifat fisik dan kimiawi à dipengaruhi oleh asam amino penyusunnya
Fungsi Protein
 Reaksi kimia à enzymes
 Immune system à antibodies
 Mechanical structure à tendons
 Generation of force à muscles
 Nerve conduction à ion channels
 Vision à eye lens
 . . . and much more!
Asam Amino
 merupakan unit penyusun protein
 Struktur:
satu atom C sentral yang mengikat secara kovalent:
 gugus amino,
 gugus karboksil,
 satu atom H dan
 rantai samping (gugus R)
 Gugus R à rantai samping yang berbeda-beda pada setiap jenis asam amino
 Gugus R yang berbeda-beda tersebut menentukan:
-. Struktur
-. Ukuran
-. Muatan elektrik
-. Sifat kelarutan di dalam air
Asam amino standar
 Asam amino yang menyusun protein organisme ada 20 macam disebut sebagai asam amino standar
 Diketahui asam amino ke 21 disebut selenosistein (jarang ditemukan) Terdapat di beberapa enzim seperti gluthatione peroxidase
 Selenenosistein mempy kode genetik: UGA à biasa utk stop kodon à tjd pd mRNA dgn struktur 2nd yg banyak.
Klasifikasi Asam amino
 Diklasifikasikan berdasar gugus R (rantai samping)
 Biasanya sifat-sifat seperti: hidrofobik/hidrofilik, polar/non polar, ada/tidaknya gugus terionisasi
Asam amino non polar
 Memiliki gugus R alifatik
 Glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin dan prolin
 Bersifat hidrofobik. Semakin hidrofobik suatu a.a spt Ile (I) à biasa terdapat di bagian dlm protein.
 Prolin berbeda dgn a.a à siklis. Tapi mempunyai byk kesamaan sifat dgn kelompok alifatis ini.
 Umum terdapat pada protein yang berinteraksi dengan lipid

Asam amino dengan gugus Raromatik
 Fenilalanin, tirosin dan triptofan
 Bersifat relatif non polar à hidrofobik
 Fenilalanin bersama dgn V, L & I à a.a plg hidrofobik
 Tirosin à gugus hidroksil , triptofan à cincin indol
 Sehingga mampu membentuk ikatan hidrogen à penting untuk menentukan struktur ensim
 Asam amino aromatik mampu menyerap sinar UV λ 280 nm à sering digunakan utk menentukan kadar protein
Asam amino dengan gugus R bermuatan positif
 Lisin, arginin, dan histidin
 Mempunyai gugus yg bsft basa pd rantai sampingnya
 Bersifat polar à terletak di permukaan protein dapat mengikat air.
 Histidin mempunyai muatan mendekati netral (pd gugus imidazol) dibanding
 lisin à gugus amino
 arginin à gugus guanidino
 Krn histidin dpt terionisasi pada pH mendekati pH fisioligis à sering berperan dlm reaksi ensimatis yg melibatkan pertukaran proton
Asam amino dengan gugus R bermuatan negatif
 Aspartat dan glutamat
 Mempunyai gugus karboksil pada rantai sampingnya à bermuatan (-) / acid pada pH 7
Asam amino non standar
 Merupakan asam amino diluar 20 mcm as. Amino standar
 Terjadi karena modifikasi yang terjadi setelah suatu asam amino standar menjadi protein.
 Kurang lebih 300 asam amino non standar dijumpai pada sel