KOMPAS.com - Denaturasi protein adalah sebuah proses di mana protein atau asam nukleat kehilangan struktur tersier dan struktur sekunder dengan penerapan beberapa tekanan eksternal atau senyawa.
Bahan kimia yang dapat menyebabkan denaturasi protein adalah pH, garam, detergen, senyawa organik, dan pelarut organik.
pH
Protein bersifat lebih stabil pada pH di titik isoelektrik dibandingkan pH lain. Pada pH netral, biasanya protein bermuatan negatif dan hanya sedikit yang bermuatan positif.
Rendahnya gaya tolak elektrostatik dibandingkan interaksi yang lain, menjadikan kebanyakan protein bersifat stabil pada pH mendekati netral.
Baca juga: Pengertian pH dan Cara Menghitungnya
Pada pH ekstrem, gaya tolak elektrostatik dalam molekul protein yang disebabkan muatan tinggi mengakibatkan struktur protein membengkak dan terbuka.
Derajat terbukanya struktur protein lebih besar pada pH alkali dibandingkan pada pH asam.
Pada kondisi alkali terjadi lonisasi gugus karboksil, fenolik, dan sulfhidril di bagian dalam protein sehingga struktur protein terbuka dengan tujuan mengekspos gugus tersebut pada fase air.
Denaturasi protein akibat pH kebanyakan bersifat reversibel.
Akan tetapi, pada sejumlah kasus hidrolisis ikatan peptida secara parsial, deamidasi residu asparagin dan glutamin, dan kerusakan gugus sulfhidril pada pH alkali dapat menyebabkan denaturasi protein yang bersifat irreversibel.
Baca juga: Ciri-ciri Senyawa Organik
Pelarut organik
Pelarut organik memengaruhi stabilitas interaksi hidrofobik protein, ikatan hidrogen, dan interaksi elektrostatik.
Rantai samping residu asam amino nonpolar lebih larut pada pelarut organik dibandingkan air. Hal tersebut mengakibatkan interaksi hidrofobik menjadi melemah.
Sebaliknya, stabilitas dan pembentukan ikatan hidrogen antarikatan peptida meningkat pada lingkungan dengan permisivitas rendah.
Maka sejumlah pelarut organik dapat meningkatkan atau memperkuat pembentukan ikatan hidrogen antarikatan peptida.
Baca juga: Gaya Antarmolekul: London, van der Waals, dan Ikatan Hidrogen
Pada konsentrasi rendah, sejumlah pelarut organik dapat menstabilkan beberapa enzim terhadap denaturasi.
Pada konsentrasi tinggi. pelarut organik menyebabkan protein terdenaturasi karena efek pelarutan rantai samping nonpolar.
Senyawa organik
Sejumlah senyawa organik seperti urea dan guanidin hidroklorida menyebabkan denaturasi protein.
Urea dan guanidin pada konsentrasi tinggi membentuk ikatan hidrogen dan menyebabkan ikatan hidrogen dalam air menjadi terganggu.
Baca juga: Ikatan Hidrogen: Jenis dan Kegunaanya
Rusaknya ikatan hidrogen antarmolekul air menjadikan air sebagai pelarut yang baik untuk residu nonpolar.
Dampaknya adalah struktur protein terbuka dan terjadi pelarutan residu nonpolar dari bagian dalam molekul protein.
Detergen
detergen seperti sodium dodecyl sulfate (SDS) merupakan pendenaturasi protein yang kuat.
detergen terikat kuat pada protein yang terdenaturasi sehingga menyempurnakan denaturasi. Akibatnya, denaturasi protein menjadi bersifat irreversibel.
Baca juga: Dampak Buruk detergen bagi Lingkungan
Referensi:
- Estiasih, Teti dan teman-teman. Kimia dan Fisik Pangan. 2016. Jakarta: Bumi Aksara.
- Muchlisyiyah, Jhauharotul dan teman-teman. Kimia Fisik Pangan. 2017. Malang: Univertas Brawijaya Press.