KIMIA ORGANIK II

UJIAN AKHIR SEMESTER

KIMIA ORGANIK II

            Dosen Pengampu   : Dr. Syamsurizal, M.Si

            Nama             : Samsiaromah

            Nim                 : RRA1C112015

            Kelas              : Reguler Mandiri

1.      Dari cara kerja hormon insulin, apa ide membuat hormon insulin buatan?

Jawab:

Cara kerja hormon insulin adalah sebagai berikut: (1) Hormon insulin melekat pada reseptor insulin yang ada di permukaan sel. (2) Bagian reseptor yang berada di dalam sel akan mengirim sinyal ke pada pengangkut glukosa (glucose transporter) untuk bergerak ke permukaan sel dan menjemput glukosa. (3) Pengangkut glukosa akan membawa glukosa masuk ke dalam sel untuk kemudian dilepaskan. (4) Glukosa digunakan oleh sel sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi. Jika tidak ada insulin, mekanisme di atas tidak berjalan. Akibatnya, gula atau glukosa darah tetap berada di luar sel atau di dalam pembuluh darah.

Ide Pembuatan Insulin

Insulin merupakan protein manusia pertama yang disintesis secara kimia. Secara tradisional, insulin untuk pengobatan pada manusia diisolasi dari pankreas sapi atau babi. Walaupun insulin hewan secara umum cukup memuaskan tetapi untuk penggunaan pada manusia dapat menimbulkan dua masalah. Pertama, adanya perbedaan kecil dalam asam amino penyusunnya yang dapat menimbulkan efek samping berupa alergi pada beberapa penderita. Kedua, prosedur pemurnian sulit dan cemaran berbahaya asal hewan tidak selalu dapat dihilangkan secara sempurna. Pada tahun 1981 telah terjadi perbaikan secara berarti cara produksi insulin melalui rekayasa genetika. Insulin yang diperoleh dengan cara ini mempunyai struktur mirip dengan insulin manusia. Melalui teknologi DNA rekombinan, insulin diproduksi menggunakan sel mikroba yang tidak patogen. Karena kedua hal tersebut di atas, insulin hasil rekayasa genetika ini mempunyai efek samping yang relatif sangat rendah dibandingkan dengan insulin yang diperoleh dari ekstrak pankreas hewan, tidak menimbulkan efek alergi serta tidak mengandung kontaminan berbahaya.

Produk hormon insulin manusia dapat dihasilkan dari teknik rekayasa genetika dengan teknologi Plasmid. Insulin adalah hormon yang berfungsi menurunkan kadar gula dalam darah. Hormon ini sangat diperlukan oleh penderita diabetes mellitus karena kelenjar pankreas penderita tidak mampu menghsilkan hormone tersebut. Hormon insulin berfungsi untuk mengubah glukosa dalam darah menjadi glikogen.

Produksi insulin dapat dilakukan dengan cara mentransplantasikan gen-gen pengendali hormon tersebut ke plasmid bakteri. Keberhasilan memindahkan gen insulin manusia ke dalam bakteri sudah dapat diperoleh, yaitu melalui bakteri-bakteri yang tumbuh dengan metode fermentasi. Teknik Plasmid bertujuan untuk membuat hormone dan antibodi. Misal untuk membuat hormon insulin dengan teknik plasmid. Gen /DNA digunting dengan Enzim Endonuklease Restriksi Gen /DNA disambung dengan Enzim Ligase.

Rekayasa genetika pada bakteria guna menghasilkan hormon insulin yang penting untung pengendalian gula darah pada penderita diabetes. Tahap-tahapnya adalah sebagai berikut:

1. Tahap pertama dalam membuat bakteria yang bisa menghasilkan insulin adalah dengan mengisolasi plasmid pada bakteri tersebut yang akan direkayasa. Plasmid adalah materi genetik berupa DNA yang terdapat pada bakteria namun tidak tergantung pada kromosom karena tidak berada di dalam kromosom.
2. Kemudian plasmid tersebut dipotong dengan menggunakan enzim di tempat tertentu sebagai calon tempat gen baru yang nantinya dapat membuat insulin.
3. Gen yang dapat mengatur sekresi (pembuatan) insulin diambil dari kromosom yang berasal dari sel manusia.
4. Gen yang telah dipotong dari kromosom sel manusia itu kemudian ‘direkatkan’ di plasmid tadi tepatnya di tempat bolong yang tersedia setelah dipotong tadi.
5. Plasmid yang sudah disisipi gen manusia itu kemudian dimasukkan kembali ke dalam bakteria.
6. Bakteria yang telah mengandung gen manusia itu selanjutnya berkembang biak dan menghasilkan insulin yang dibutuhkan. Dengan begitu diharapkan insulin dapat diproduksi dalam jumlah yang tidak terbatas di pabrik-pabrik.

Insulin bervariasi dari satu organisme ke organisme lainnya, namun hal ini tidak membedakan aktivitasnya. Pada mulanya sumber insulin untuk penggunaan klinis pada manusia diperoleh dari pancreas sapi atau babi. Insulin yang diperoleh dari sumber – sumber tersebut efektif bagi manusia karena indentik dengan insulin manusia. Insulin pada manusia, babi, dan sapi mempunyai perbedaan dalam susunan asam aminonya, tapi aktivitasnya tetap sama.

2.      Jelaskan mengapa protein berperan penting dalam pertumbuhan rambut dan jelaskan apa faktor yang menimbulkan kebotakan?

Jawab:

Karena rambut terdiri dari lapisan protein. itulah sebabnya, rambut tidak boleh kekurangan nutrisi yang satu ini. Protein berperan dalam pertumbuhan rambut sekaligus berfungsi untuk menguatkan akar rambut. Kurangnya asupan protein dapat menyebabkan rambut rontok dan mudah patah. Produk susu kedelai, ikan, daging, dan putih telur, merupakan sumber protein yang bisa dikonsumsi setiap hari. Sebuah penelitian di Eropa menyebutkan bahwa proetin kedelai dapat menguatkan dan merangsang pertumbuhan rambut hingga 15 persen.

Faktor-Faktor yang menimbulkan kebotakan

- Faktor genetik: Yakni, kelebihan hormon androgen pada akar rambut. Orang dengan faktor genetik ini bisa mengalami kebotakan pada usia 20 tahun

- panas (demam, hair dryer, catok rambut): Naiknya suhu tubuh saat sakit, misalnya demam tifus, juga bisa mengakibatkan rambut rontok. Lama dan jumlah rambut yang rontok bergantung pada lamanya orang itu mengalami demam. ”Kalau demam biasa satu dua hari ya tidak akan berakibat rambut rontok

- bahan kimia (obat keriting, semir rambut): konsumsi obat seperti antikanker atau iodium hipotiroid dosis tinggi juga berpotensi merontokkan rambut.

- infeksi kulit kepala (jamur, bakteri, virus): Penyebab lainnya adalah penyakit kulit di kepala, baik yang disebabkan infeksi bakteri, jamur, maupun virus. Contohnya ketombe, dermatitis, dan herpes di kulit kepala.

- stress: Yang belakangan sering ditemukan di masyarakat adalah rontok akibat stres (trikotilomania). Penyebab stres beragam, dari masalah sekolah, problem remaja lain, hingga masalah keluarga

- kurang gizi: kekurangan gizi, khususnya vitamin (B12, asam folat, D, biotin), mineral (Fe, Zn), dan protein. ”Akibatnya, rambut jadi lebih tipis dan bisa berwarna kuning atau kemerahan, Atau mengkonsumsi obat-obatan antibiotik  anti tiroid bisa juga menyebabkan kerontokan.

3.      Bagaimana mengkonversi lemak majemuk dengan lemak sederhana?

Jawab:

Berdasarkan klasifikasi dari lemak

1.  Lipid sederhana
a. Lemak (ester dari gliserol dan asam lemak)
b. Wax (malam) (ester dari asam lemak dengan alcohol berberat molekul tinggi)
2. Lipid majemuk (ester asam lemak + alkohol yang mengikat senyawa lipid)
a. Fosfolipid (asam lemak + alkohol alifatik + asam fosfat)
b. Lipoprotein (asam lemak + protein)
c. Gliserofosfolipid (asam lemak + gliserol + asam fosfat)
d. Sphingolipid (asam lemak + sphingosine)
e. Glikolipid (asam lemak + karbohidrat)
f. Lainnya (sulfolipid, aminolipid)

Lipid sederhana adalah ester dari asam-asam lemah dan alcohol dan termasuk macam-macam lemak (ester asam lemak dan gliserol) dan wax (ester asam lemak dan alcohol selain gliserol). Lipid gabungan mengandung beberapa gugus selain alcohol dan asam lemak, seperti asam fosfor, nitrogen, atau karbohidrat. Lipid derivate merupakan senyawa yang dihasilkan oleh hidrolisa lipida sederhana ataupun lipida gabungan.

Berdasarkan sumbernya, lipid dikelompokkan sebagai lemak hewan (animal fat), lemak susu (milk fat), minyak ikan (fish oil), dll. Berdasarkan komponen dasarnya, lipid dibagi menjadi lipid sederhana (simple lipids), lipid majemuk (compound lipids), dan lipid turunan (derivate lipids). Klasifikasi lipid ke dalam lipid majemuk karena lipid tersebut mengandung asam lemak yang dapat di sabunkan, sedangkan lipid sederhana tidak mengandung asam lemak dan tidak dapat di sabunkan. Lipid dibagi menjadi 8 golongan berdasarkan kemiripan struktur kimianya, yaitu asam lemak, lemak, lilin, fosfolipid, sfingolipid, terpen, steroid, dan lipid kompleks. Lipid seperti lilin (wax), lemak, minyak, dan fosfolipid adalah ester yang jika dihidrolisis dapat menghasilkan asam lemak dan senyawa lainnya termasuk alkohol.

4.      Konformasi protein sangat menentukan fungsi biologis dari protein tersebut, bila suatu protein terdenaturasi jelaskan dampak penurunan fungsi biologis tersebut?

Jawab:

Fungsi biologi protein Fungsi biologi protein dengan deret asam-asam amino tertentu memungkinkan molekul ini menjalankan berbagai fungsi tertentu. Secara garis besar berdasar fungsi biologinya protein dibagi menjadi beberapa golongan Enzim. Protein yang mempunyai kekhususan tinggi dan paling bervariasi adalah protein yang mempunyai aktivitas katalisa yakni enzim. Hampir semua reaksi biomolekul organik didalam sel dikatalisa oleh enzim. Ada sekitar 2.000 jenis enzim yang mempunyai reaksi katalisa berbeda ditemukan dalam berbagai bentuk kehidupan.

Denaturasi disebabkan karena hilangnya sifat-sifat struktur lebih tinggi oleh rusaknya ikatan hidrogen dan gaya-gaya sekunder lain yang membutuhkan molekul itu. Akibat suatu denaturasi adalah hilangnya banyak sifat biologis protein itu. Penyebab terjadinya denaturasi protein adalah karena adanya perubahan suhu atau pH yang tidak terlalu ekstrem.

Dimana dari pengujian bahwa Penambahan buffer asetat dan pemanasan menyebabkan timbulnya endapan putih. Endapan putih yang terbentuk mengindikasikan terjadinya denaturasi protein. Dampak denaturasi ini disebabkan karena buffer asetat sangat kuat mempertahankan pHnya pada pH 4,7 sehingga dapat merusak keseimbangan switer ion ke kondisi asam di bawah titik isoelektrik. Perubahan struktur yang diakibatkan proses denaturasi adalah perubahan konfigurasi protein a-heliks menjadi memanjang. Hal ini disebabkan karena rusaknya ikatan hidrogen dan ikatan nonpolar yang terjadi pada struktur berlipat dari protein.

5.      Bagaimana menggunakan energi dari lemak untuk berolahraga? Jelaskan secara kimia?

Jawab:

Ketika sedang berolahraga lemak dalam bentuk trigliserida, dan pada trigliserida yang tersimpan dalam jumlah yang terbatas pada jaringan otot dan akan tersimpan dalam jumlah yang cukup besar pada jaringan adipose., dapat terhidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak bebas (free fatty acid / FFA) untuk kemudian menghasilkan energi. Pada olahraga dengan intensitas rendah sepeti jalan kaki atau lari-lari kecil, ketika kebutuhan energi rendah dan kecepatan ketersediaan energi bukanlah merupakan hal yang penting, simpanan lemak akan memberikan kontribusi yang besar sebagai sumber energi utama bagi tubuh. Kontribusi simpanan lemak sebagai sumber energi tubuh baru akan berkurang apabila terjadi peningkatan intensitas dakam berolahraga.

Pada saat terjadinya peningkatan intensitas olahraga yang juga akan meningkatkan kebutuhan energi, pembakaran lemak akan memberikan kontribusi yang lebih kecil jika dibandingkan dengan pembakaran karbohidrat untuk memenuhi kebutuhan energi di dalam tubuh. Walaupun pembakaran lemak ini memberikan kontribusi yang lebih kecil jika dibandingkan dengan pembakaran karbohidrat saat intensitas olahraga meningkat, namun kuantitas lemak yang terbakar tetap akan lebih besar jika dibandingkan saat berolahraga dengan intensitas rendah.

Pada saat berolahraga kompetitif dengan intensitas tinggi, pengunaan lemak sebagai sumber energi tubuh akibat dari mulai berkurangnya simpanan glikogen otot dapat menyebabkan tubuh terasa lelah sehingga secara perlahan intensitas olahraga akan  menurun. Hal ini disebabkan karena produksi energi melalui pembakaran lemak berjalan lebih lambat jika dibandingkan dengan laju produksi energi melalui pembakaran karbohidrat walaupun pembakaran lemak akan menghasilkan energi yang lebih besar (9kkal/gr) jika dibandingan dengan pembakaran karbohidrat (4 kkal/gr). Perlu juga untuk diketahui bahwa jaringan adipose dapat menghasilkan asam lemak bebas dalam jumlah yang tidak terbatas, sehingga kelelahan serta penurunan performa yang terjadi pada saat berolahraga tidak akan disebabkan oleh penurunan simpanan lemak tubuh.