ii. peranan molekul air dalam proses-proses biologi
TRANSCRIPT
![Page 1: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/1.jpg)
I. Air dan Buffer
![Page 2: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/2.jpg)
AIR
Ikatan antar molekul air
Titik didih : tinggiPolaritas : momen dipol tinggiTetapan dielektrik : tinggi
![Page 3: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/3.jpg)
Struktur air
Hydrogen bond network of waters
![Page 4: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/4.jpg)
Sifat fisika air
![Page 5: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/5.jpg)
Struktur Es
• Dalam keadaan membeku, molekul air membentuk maksimum 4 ikatan hidrogen, sehingga tercipta kisi kristal yang teratur.
• Dalam keadaan cair, jumlah ikatan hidrogen rata-rata adalah 3,4.
![Page 6: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/6.jpg)
Interaksi molekul air dengan zat terlarut
Pembentukan ikatan hidrogen Interaksi elektrostatik
Interaksi molekul air dengan zat terlarut mengganggu jaringan ikatan hidrogen antar molekul air, tetapi gangguan ini dikompensasi oleh pembentukan ikatan hidrogen baru dengan zat terlarut atau oleh pembentukan interaksi eletrostatik antara ion dan molekul air.
![Page 7: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/7.jpg)
Interaksi air dengan molekul non-polar
Gangguan molekul non-polar terhadap putusnya jaringan ikatan hidrogen tidak terkompensasi dengan pembentukan ikatan baru. Oleh karena itu entalpi pelarutan (Hsol < 0).
Pelarutan molekul non-polar juga akan menurunkan entropi (S < 0). Molekul air disekitar molekul non-polar akan memaksimalkan ikatan hidrogennya mirip dengan struktur air. Struktur air ini disebut “clathrate”.
![Page 8: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/8.jpg)
Interaksi molekul air dengan molekul amphipatik
Amphipatik adalah suatu senyawa yang mengandung gugus hidrofil dan hidrofob
![Page 9: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/9.jpg)
Molekul-molekul air memaksa lipida untuk berasosiasi dan meletakan ujung polar ke bagian luar
Interaksi molekul air dengan molekul amphipatik
![Page 10: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/10.jpg)
Pembentukan misel
Motivasi pembentukan misel adalah untuk menaikan kembali entropi air yang terkekang disekitar bagian lipid yang nonpolar.Alasan ini pula yang mendasari terbentuknya interaksi hidrofobik.
![Page 11: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/11.jpg)
Kenaikan entropi air juga menjadi pendorong interaksi enzim dan substrat.
![Page 12: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/13.jpg)
Tipe interaksi non-kovalen
![Page 14: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/14.jpg)
Sifat interaksi nonkovalen
Interaksi nonkovalen memerlukan energi lebih kecil untuk diputuskan dibanding ikatan kovalen.
Interaksi nonkovalen diperlukan untuk menjaga struktur tiga dimensi makromolekul dan untuk menstabilkan asosiasi spesifik antar makromolekul.
![Page 15: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/15.jpg)
Multiple weak bonds stabilize large molecule interactions
![Page 16: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/16.jpg)
Isotonik, hipertonik, dan hipotonik
![Page 17: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/17.jpg)
Ionisasi Air
[H3O+] [OH-]
Satu untuk satu
4. Ionisasi menghasilkan suatu larutan netral
2. Hanya sebagian kecil fraksi dari molekul air yang terionisasi.
3. Ionisasi menghasilkan ion hidronium dan hidroksida.
1. Air terstruktur dapat terionisasi secara spontan
![Page 18: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/18.jpg)
Ionisasi Air
Persamaan Ionisasi
Keq = [H3O+][OH-]
[H2O]2
H2O
H2O
Keq = [H+][OH-]
[H2O]
[H2O] = 1000 g / 18 g/gMwt = 55.5 M
H2O + H2O H3O+ + OH-
![Page 19: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/19.jpg)
Ionisasi Air
[H2O] x Keq = [H+][OH-][55.5] x (1.8 x 10-16) = 1 x 10-14
1 x 10-14 = [H+][OH-]Since [H+] = [OH-]
1 x 10-14 = [H+]2
1 x 10-7 = [H+] dalam suatu larutan netral
![Page 20: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/20.jpg)
Ionisasi Air
pH = -log [H+]pOH = -log[OH-]pKw = -log[10-14] = 14pKa = -log Ka
Sehingga:
pH + pOH = 14
Jika [H+][OH-] = 1 x 10-14
Maka; -log[H+] + -log[OH-] = -log 1 x 10-14
![Page 21: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/21.jpg)
PERSAMAAN HENDERSON-HASSELBALCH
Ka =[H+][A-]
[HA]
[H+] = [HA][A-]
Ka
Ambil nilai log dari kedua suku:
Dikalikan dengan -1
log [H+] = log Ka + log [HA][A-]
[A-][HA]log [H+] = log Ka + log
pH = pKa + log [A-][HA]
HA H+ + A-
![Page 22: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/23.jpg)
Ampholit dan poliampholit Banyak senyawa biomolekul
mengandung gugus asam/basa lemah.
Ampholit: suatu molekul yang memiliki kedua gugus asam dan basa. Contoh asam amino.
Protein adalah poliampholit. Muatan ampholit bergantung
pada pH. pH rendah ampholit
bermuatan positif pH tinggi ampholit
bermuatan negatif pH pada keadaan ampholit
isoelektrik diberi simbol pI
![Page 24: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/24.jpg)
Pengaruh pH pada konsentrasi spesi ampholit
![Page 25: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/25.jpg)
Pengaruh pH terhadap aktivitas
Respons gugus asam/basa dalam biomolekul terhadap perubahan pH dalam daerah fisiologisnya sangat penting terhadap fungsinya.
![Page 26: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/26.jpg)
Perubahan pH fisiologis banyak yang berhubungan dg proses di dalam sel
![Page 27: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/27.jpg)
Kebergantungan muatan makroion terhadap pH
![Page 28: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/28.jpg)
Makroion dalam larutan garam
![Page 29: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/29.jpg)
Efek kekuatan ion pada kelarutan makroion
• Pada kekuatan ion rendah, atmosfer counterion memiliki kerapatan yang rendah, sehingga interaksi elektrostatik antar makroion masih kuat asosiasi makroion (agregasi) kelarutan rendah.
• Semakin tinggi kekuatan ion kerapatan atmosfer counter ion bertambah interaksi elektrostatik antar makroion teredam oleh atmosfer counterion agregasi dapat dicegah kelarutan meningkat. (Salting in)
![Page 30: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/30.jpg)
Salting out
Pada konsentrasi garam yang sangat tinggi, air yang digunakan untuk mensolvasi protein diambil untuk menghidrasi counterion. Hal ini menyebabkan pengendapan protein. Kondisi ini disebut salting out.
Salting in dan salting out banyak dimanfaatkan dalam pemurnian protein. Contoh: pemisahan protein dengan fraksinasi amonium sulfat.
![Page 31: II. Peranan molekul air dalam proses-proses biologi](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052123/58768d6c1a28abfb148c0382/html5/thumbnails/31.jpg)
Air sebagai reaktan