A. PENGERTIAN PROTEIN
Protein
(akar kata protos dari bahasa Yunani
yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa
organik kompleks 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 sel makhluk 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).
Protein adalah senyawa organik kompleks 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 sel makhluk hidup dan virus.
Protein adalah salah satu bio-makromolekul yang
penting perananya dalam makhluk hidup. Fungsi dari protein itu sendiri secara
garis besar dapat dibagi ke dalam dua kelompok besar, yaitu sebagai bahan
struktural dan sebagai mesin yang bekerja pada tingkat molekular. Protein ini
terdiri atas beberapa rantai peptida berbentuk spiral yang terjalin satu sama
lain sehingga menyerupai batang yang kaku.
B.
KLASIFIKASI PROTEIN
1. Berdasarkan bentuknya protein dikelompokkan
sebagai berikut:
a.
Protein bentuk serabut (fibrous)
Karakteristik protein bentuk serabut adalah rendahnya
daya larut, mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi untuk tahan terhadap enzim
pencernaan. Kolagen merupakan protein utama jaringan ikat. Elasti terdapat
dalam urat, otot, arteri (pembuluh darah) dan jaringan elastis lain. Keratini adalah
protein rambut dan kuku. Miosin merupakan protein utama serat otot.
b.
Protein globuler
Berbentuk bola terdapat dalam cairan jaringan tubuh.
Protein ini larut dalam larutan garam dan encer, mudah berubah dibawah pengaruh
suhu, konsentrasi garam dan mudah denaturasi. Albumin terdapat dalam telur,
susu, plasma, dan hemoglobin. Globulin terdapat dalam otot, serum, kuning
telur, dan gizi tumbuh-tumbuhan. Histon terdapat dalam jaringan-jaringan
seperti timus dan pancreas. Protamin dihubungkan dengan asam nukleat.
Menurut kelarutannya, protein globuler dibagi menjadi
:
1)
Albumin : laut dalam air terkoagulasi oleh panas.
Contoh : albumin telur, albumin serum.
2)
Globulin : tak larut air, terkoagulasi oleh panas,
larut dalam larutan garam, mengendap dalam larutan garam, konsentrasi
meningkat. Contoh : Ixiosinogen dalam otot.
3)
Glutelin : tak larut dalam pelarut netral tapi tapi
larut dalam asam atau basa encer. Contoh : Histo dalam Hb.
4)
Plolamin/Gliadin : larut dalam alcohol 70-80% dasn tak
larut dalam air maupun alcohol absolut. Contoh : prolaamin dalam gandum.
5)
Histon : Larut dalam air dasn tak larut dalam ammonia
encer. Contoh : Hisron dalam Hb.
6)
Protamin : protein paling sederhana dibanding
protein-protein lain, larut dalam air dan tak terkoagulasi oleh panas. Contoh :
salmin dalam ikatan salmon.
c.
Protein konjugasi
Merupakan protein sederhana yang terikat dengan
baha-bahan non-asam amino. Nukleoprotein terdaoat dalam inti sel dan merupakan
bagian penting DNA dan RNA. Nukleoprotein adalah kombinasi protein dengan
karbohidrat dalam jumlah besar. Lipoprotein terdapat dalam plasma-plasma yang
terikat melalui ikatan ester dengan asam fosfat sepertu kasein dalam susu.
Metaloprotein adalah protein yang terikat dengan mineral seperti feritin dan
hemosiderin adalah protein dimana mineralnya adalah zat besi, tembaga dan seng.
C.
STRUKTUR PROTEIN
Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu
berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat
tiga), dan kuartener (tingkat empat). Struktur primer protein merupakan urutan asam amino
penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Sementara itu,
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").
(Wikipedia, 2009).
Protein
memiliki empat tingkatan struktur yang bersifat hirarki. Artinya, protein
disusun setahap demi setahap dan setiap tingkatan tergantung dari tahapan di
bawahnya.
1.
Struktur primer rantai polipeptida sebuah protein adalah
susunan atau urutan bagaimana asam-asam amino disatukan dan susunan ini
mencakup lokasi setiap ikatan disulfida. Struktur primer dapat digambarkan
sebagai rumus bangun yang baisa ditulis untuk senyawa organik. Urutan, macam,
dan jumlah asam amino yang membentuk rantai polipeptida adalah struktur primer
protein.
2.
Struktur sekunder Struktur sekunder protein bersifat
reguler, pola lipatan berulang dari rangka protein. Dua pola terbanyak adalah
alpha helix dan beta sheet. Analisis difraksi sinar-X merupakan cara yang baik
untuk mempelajari struktur protein serabut. Struktur ini terjadi karena ikatan
hidrogen antara atom O dari gugus karbonil (C=O) dengan atom H dari gugus amino
(N-H) dala satu rantai polipeptida, memungkinkan terbentuknya konformasi spiral
yang disebut struktur helix. Bila
ikatan hidrogen tersebut terjadi di antara dua rantai polipeptida, maka
masing-masing rantai tidak membentuk helix, melainkan rantai pararel
polepeptida dengan konformasi- β. Rantai polipeptida denagn konformasi- β ini
dihubung silangkan (cross-linked)
oleh ikatan hydrogen sehingga membentuk struktur yang disebut lembaran
berlipat-lipat (pleated sheets).
3.
Struktur tersier adalah lipatan secara keseluruhan dari
rantai polipeptida sehingga membentuk struktur 3 dimensi tertentu. Sebagai
contoh, struktur tersier enzim sering padat, berbentuk globuler. Struktur
tersier terbentuk karena terjadinya perlipatan (folding) rantai α-helix, konformasi β, maupun gulungan rambang
suatu polipeptida, membentuk protein globular, yang struktur tiga dimensinya
lebih rumit daripada protein serabut. Dengan menggunakan berbagai cara difraksi
sinar-x yang teliti, beberapa protein telah dapat ditentukan struktur
tersiernya, seperti misalnya, hemoglobin, mioglobin, lisozim, ribonuklease, dan
kimotripsinogen.
Dari
hasil penelitian didapatkan beberapa fakta mengenai struktur tiga dimensi
mioglobin sebagai berikut:
a.
molekul sangat kompak, dan di bagian dalamnya terdapat
suatu ruangan yang cukup untuk empat molekul air.
b.
Semua gugus R mengutub dari asam aminonya berlokasi di
bagian permukaan molekul dan berhidart.
c.
Gugus R yang tak mengutub dari asam aminonya tedapart
di bagian dalam, sehingga tersembunyi dari larutan medium di luar.
d.
Residu prolin hanya terdapat pada bagian rantai yang
membengkok, yang juga mengandung sisa asam amino yang tak dapat membentuk
α-helix seperti isolesin dan serin.
e.
Konformasi umumnya sama dengan molekul mioglobin pada hewan
menyusui.
Struktur
kuaternair Beberapa protein tersusun atas lebih dari satu
rantai polipeptida. Struktur kuartener menggambarkan subunit-subunit yang
berbeda dipak bersama-sama membentuk struktur protein. Sebagian besar protein
berbentuk globular yang mempunyai berat molekul lebih dari 50.000 merupakan
suatu oligomer, yang terjadi dari beberapa rantai polipeptida yang terpisah.
Rantai polipeptida ini juga disebut protomer saling mengadakan interaksi
membentuk struktur kuartener dari proteina olighomer tersebut.
D.
FUNGSI PROTEIN
Menurut Winarno (2002), Protein mempunyai
bermacam-macam fungsi bagi tubuh, yaitu sebagai enzim, zat pengatur pergerakan,
pertahanan tubuh, alat pengangkut.
- Sebagai enzim
Hampir
semua reaksi biologis dipercepat atau dibantu oleh suatu senyawa makromolekul
spesifik yang disebut enzim; dari reaksi yang sangat sederhana seperti reaksi
transportasi karbon dioksida sampai yang sangat rumit seperti reaksi kromoson.
Hamper
semua enzim menunjukan daya kualitik yang luar biasa, dan biasanya dapat
mempercepat reaksi sampai beberapa juta kali. Sampai kini lebih dari seribu
enzim telah dapat diketahui sifat-0sifatnya dan jumlaha tersebut terus
bertambah. Protein besar peranannya terhadap perubahan-perubahan kimia dalam
sistem biologis.
- Alat pengangkut dan alat penyimpan
Banyak
molekul dengan Berat molekul serta beberapa ion dapat diangkut atau dipindahkan
oleh protein-protein tertentu. Misalnya hemoglobin mengankut oksigen dalam
eritosit, sedang mioglobin mengankut oksigwn dalam otot. Ion besi diangkut
dalam plasma darah oleh transferin dan disimpan dalam hati sebagai kompleks
dengan feritin, suatu protein yang berbeda dengan transferin.
- Pengatur pergerakan
Protein
merupakan komponen utama daging; gerakan otot terjadi karena adanya dua molekul
protein yang saling bergeseran. Pergerakan flagella sperma disebabkan oleh
protein.
- Penunjang mekanis
Kekuatan
dan daya tahan robek kulit dan tulang disebabkan adanya kolagen, suatu protein
berbentuk bulat panjang dan mudah membentuk serabut.
- Pertahanan tubuh/Imunisasi
Pertahanan
tubuh biasanya dalam bentuk antibody, yaitu suatu protein khusus yang dapat
mengenal dan menempel atau mengikat benda-benda asing yang masuk ke dalam tubuh
seperti virus, bakteri, dan sel-sel asong lain. Protein dapat membedakan
benda-benda yang menjadi anggota tubuh dengan benda-benda asing.
- Media perambatan impuls syaraf
Protein
yang mempunyai fungsi ini biasanya berbentuk resepotr; misalnya rodopsin, suatu
protein yang bertindak sebagai reseptor/penerima warna atau cahaya pada sel-sel
mata.
- Pengendalian pertumbuhan
Protein
ini bekerja sebagai reseptor (dalam bakteri) yang dapat mempengaruhi
fungsi-fungsi bagain DNA yang mengatur sifat dan karakter bahan.
ASAM AMINO
Asam amino adalah sembarang senyawa
organik yang memiliki gugus fungsional
karboksil
(-COOH) dan amina (biasanya -NH2).
Dalam biokimia
seringkali pengertiannya dipersempit: keduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang
sama (disebut atom C "alfa" atau α). Gugus
karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa. Dalam bentuk
larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan
basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino
mampu menjadi zwitter-ion. Asam amino termasuk golongan
senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat
penting dalam organisme,
yaitu sebagai penyusun protein.
Struktur Asam
Amino
Struktur asam amino secara umum adalah satu atom C yang mengikat
empat gugus: gugus amina (NH2),
gugus karboksil
(COOH), atom hidrogen
(H), dan satu gugus sisa (R, dari residue) atau disebut juga gugus atau
rantai samping yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya.
Atom C pusat tersebut dinamai atom Cα
("C-alfa") sesuai dengan penamaan senyawa bergugus karboksil, yaitu
atom C yang berikatan langsung dengan gugus karboksil. Oleh karena gugus amina
juga terikat pada atom Cα ini, senyawa tersebut merupakan asam
α-amino.
Asam amino biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia
rantai samping tersebut menjadi empat kelompok. Rantai samping dapat membuat
asam amino bersifat asam lemah, basa lemah, hidrofilik jika polar, dan
hidrofobik jika nonpolar.
0 komentar:
Posting Komentar