BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Protein memegang peranan
penting dalam hampir semua proses kehidupan. Protein berasal dari bahasa Yunani
“proteios” yang berarti “barisan pertama”. Kata yang diciptakan oleh JÖns J.
Berzelius pada tahun 1938 untuk menekankan pentingnya golongan ini. Protein
merupakan komponen penting atau komponen utama sel manusia atau hewan. Oleh karena sel itu
merupakan pembentuk tubuh kita, maka protein yang terdapat pada
makananberfungsi sebagai zat utama dalam pembentukan dan pertumbuhan tubuh.
Protein yang mempunyai molekul
besar denagn bobot molekul bervariasi antara 5000 sampai jutaan. Dengan cara
hidrolisis oleh asam atau enzim, protein akan menghasilkan asam-asam amino. Ada
20 jenis asam amino yang terdapat dalam molekul protein. Asam-asam amino ini
terikat satu dengan yang lain oleh ikatan peptida. Protein mudah dipengaruhi
oleh suhu tinggi, pH dan pelarut organik.
Asam-asam Amino
Asam amino ialah asam
karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino yang terdapat sebagai
komponen protein mempunyai gugus –NH2 pada atom karbon
dari posisi gugus –COOH. Asam amino merupakan
unit dasar struktur protein. Suatu asam amino α terdiri dari gugus amino, gugus
karboksil, atom H, dan gugus R tertentu, yang semuanya terikat pada atom karbon
α. Atom karbon ini disebut α karena berseblahan dengan gugus karboksil (asam).
Gugus R menyatakan rantai samping.
Rumus untuk asam amino ialah
R-CH-COOH
NH
Struktur
Dari rumus umum tersebut dapat dilihat bahwa atom karbon
α ialah atom karbon asimetrik, kecuali bila R ialah atom H. Oleh karena itu
asam amino juga mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi atau
aktivitas optik. Rumus molekul dapat digambarkan dengan model bola dan batang
atau dengan rumus proyeksi Fischer. Oleh karena atom karbon itu asimetrik, maka
molekul asam amino mempunyai dua konfigurasi D dan L. Hal ini dapat
dibandingkan dengan konfigurasi molekul monosakarida.
1.1.Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan Protein ?
2. Apa Fungsi Protein ?
3. Bagaimana Pengelompokkan Protein ?
4. Apa saja Sumber Protein ?
5. Apa saja penyakit akibat Kekurangan Protein ?
6. Bagaimana Reaksi-Reaksi Pada Protein ?
1.2.Tujuan
1.
Untuk mengetahui
apa yang dimaksud dengan protein
2.
Untuk mengetahui
fungsi protein
3.
Untuk mengetahui
pengelompokkan protein
4.
Untuk mengetahui
apa saja yang menjadi sumber protein
5.
Untuk mengetahui
penyakit apa saja yang diakibatkan
kekurangan protein
6.
Untuk mengetahui
reaksi-reaksi pada protein
BAB II
PEMBAHASAN
1.1
Pengertian Protein
Kata tersebut protein datang dari kata Yunani
("prota"), yang berarti "arti penting yang utama."
Protein-protein pertama digambarkan dan yang dinamai oleh ahli kimia Swedish
Jöns Jakob Berzelius dalam 1838. Bagaimanapun, peran yang pusat dari
protein-protein tinggal di dalam organisma-organisma tidak secara penuh diakui sampai 1926, ketika Yakobus
B.Sumner menunjukkan bahwa urease enzim adalah suatu protein. Protein yang pertama adalah hormon insulin, oleh
Frederick Sanger, yang menang Hadiah Nobel untuk prestasi ini dalam 1958.
Struktur-struktur protein yang pertama
dimasukkan hemoglobin dan mioglobin, oleh Max Perutz dan Tuan Yohanes
Cowdery Kendrew, berturut-turut, dalam 1958. Tiga struktur dimensional
kedua-duanya protein-protein pertama ditentukan oleh analisa diffraction sinar
x; Perutz dan Kendrew bersama mendapat 1962 Hadiah Nobel di Chemistry
untuk penemuan-penemuan ini.
Protein adalah polimer linear yang dibangun dari 20 asam amino yang yang berbeda. Semua asam amino
menguasai fitur struktural umum, termasuk satu karbon kepada satu gugus amino,
suatu gugus karboksil, dan suatu rantai samping variabel terikat. Hanya prolina
berbeda dengan hal ini struktur dasar karena berisi satu cincin, arena yang tidak biasa kepada
kelompok amina N-end, angkatan yang separuh amida CO–NH ke dalam suatu yang
diperbaiki. Rantai
samping dari asam amino patokan, yang terperinci di dalam daftar asam amino
yang standar, mempunyai kekayaan kimia yang berbeda bahwa menghasilkan tiga
struktur protein dimensional dan kemudian kritis kepada fungsi protein. Asam
amino di suatu rantai polipeptida terhubung oleh ikatan peptida membentuk di
suatu reaksi dehidrasi. Begitu bersambung di dalam rantai protein, asam amino
perorangan disebut suatu residu, dan rangkaian yang terhubung dari karbon, zat
lemas, dan atom-atom oksigen dikenal sebagai tulang punggung rantai atau
protein utama. Ikatan peptida mempunyai dua resonansi membentuk bahwa menyokong
beberapa karakter ikatan rangkap dan menghalangi perputaran di sekitar poros
nya, sehingga karbon-karbon alfa dengan perkiraan kasar sebidang. Yang lain dua
sudut dua bidang di dalam ikatan peptida menentukan bentuk yang lokal yang
diasumsikan oleh tulang punggung protein.
Karena struktur yang kimia setiap asam amino, rantai protein
mempunyai directionalas. Ujung protein dengan suatu gugus karboksil yang
cuma-cuma dikenal sebagai terminal terakhir C-terminus atau karboksi, sedangkan
akhir dengan suatu gugus amino yang cuma-cuma dikenal sebagai terminal terakhir
N-terminus atau amino.
Protein, polipeptida,
dan peptida adalah suatu kerancuan yang kecil dan tumpang-tindih di dalam maksud atau arti. Protein adalah secara umum
digunakan untuk mengacu pada molekul biologi yang lengkap di suatu penyesuaian
yang stabil, sedangkan peptida adalah secara umum untuk suatu oligomer-oligomer asam amino yang
pendek sering kali kekurangan suatu yang stabil tiga struktur dimensional.
Bagaimanapun, batas antara kedua tidak baik menggambarkan dan biasanya kepalsuan
dekat 20–30 residues. Polipeptida dapat mengacu pada setiap rantai linear yang
tunggal dari asam amino.
1.1.
Fungsi Protein
Dalam kehidupan protein memegang peranan yang penting
pula, inilah contoh penting protein:
1.
Katalis enzimatik
Hampir semua reaksi kimia dalam sistem biologi dikatalis
oleh makromolekul spesifikyang disebut enzim. Sebagia reaksi seperti hidrasi
karbon dioksida bersifat sederhana, sedangkan reaksi lainnya seperti replikasi
kromosom sangat rumit. Enzim mempunyai daya katalik yang sangat besar, umumnya
meningkatkan kecepatan reaksi sampai jutaan kali. Transformasi kimia in vivo
sukar berlangsung tanpa kehadiran enzim. Ribuan enzim telah diketahui sifatnya
dan banyak diantaranya telah dapat dikristalisasi. Fakta menunjukan bahwa
hampir semua enzim yang dikenal adalah protein. Jadi protein merupakan pusat
dalam menetapkan pola transformasi kimia dalam sistem biologis.
2.
Transport dan
penyimpanan
Berbagai molekul dan ion ditransport oleh protein
spesifik. Misalnya transport oksigen dalam eritrosit oleh hemoglobin; dan
mioglobin suatu protein sejenis metransport oksigen dalam otot. Besi dalam
plasma darah terikat pada transferin dan disimpan dalam hati dalam bentuk
kompleks dengan feritin, dan protein yang lain lagi.
3.
Koordinasi gerak
Protein merupakan komponen utama dalam otot. Kontraksi
otot berlangsung akibat pergeseran dua jenis filamen protein. Contoh lain
adalah pergerakan kromosom pada proses mitosi dan gerak sperma oleh flagela.
4.
Penunjang mekanis
Ketegangan kulit dan tulang disebabkan oleh adanya
kolagen yang merupakan protein fibrosa.
5.
Proteksi imun
Antibodi merupakan merupakan protein yang sangat spesifik
dan dapat mengenal serta berkombinasi dengan benda asing seperti virus, bakteri
dan sel yang berasal dari organisme lain. Protein berperan penting untuk
membedakan “aku” dan bukan “aku”.
6.
Membangkitkan dan
menghantar inpuls saraf
Respon sel saraf terhadap rangsang sesifik diperantarai
oleh protein reseptor. Misalnya rodopsin suatu protein yang sensitif terhadap
cahaya ditemukan pada sel batang retina. Protein reseptor yang dipicu oleh
molekul kecil spesifik seperti asetlkolin, berperan dalam trasnmisi inpuls
saraf pada sinaps yang menghubungkan sel-sel saraf.
7.
Pengaturan tumbuhan
dan diferensiasi
Pengaturan urutan ekspresi informasi genetik sangat
penting bagi pertumbuhan yang beraturan serta diferensiasi sel. Hanya bagian
kecil genom dalam sel yang akan diekspresikan pada suatu saat. Pada bakteri,
protein reseptor merupakan elemen pengatur yang penting untuk meredam spesifik
suatu DNA dalam suatu sel. Pada organisme tingkat tinggi, pertumbuhan dan
difrensiasi diatur oleh protein faktor pertumbuhan. Misalnya, faktor
pertumbuhan saraf mengendalikan pwertumbuha jaringan saraf . aktifitas sel-sel
yang berbeda pada organisme multi sel dikoordinasi oleh hormon. Banyak hormon
seprti insulin dan TSH (Thyroid-stimulating hormone) merupakan protein. Protein
dalam sel berperaan dalampenguras arus energi dan unsur-unsur.
1.2.
Pengelompokkan Protein dan Penggolongannya
Pengelompokan protein didasarkan atas :
1. Struktur Susunan Molekul Protein
Terbagi menjadi 2 , yaitu :
a. Fibriler (Serat)
Yaitu protein berbentuk serabut dan
tidak larut dalam pelarut-pelarut encer serta sukar diuraikan oleh enzim.
Terdiri atas rantai polipeptida memanjang. Berfungsi sebagai pelindung. Contoh : kolagen.
b.
Globuler (Bulat dan Elips)
Protein ini larut dalam air, asam atau
basa dan dalam etanol. Terdiri atas rantai polipeptida berlipat. Memiliki
fungsi gerak atau dinamik. Contoh
: albumin, mioglobin dll.
2. Komposisi Kimia
di bedakan menjadi 2, yaitu :
Protein Sederhana
Hanya terdiri atas asam
amino dan tidak ada gugus kimia lain.
Protein tersebut antara lain :
Ø Albumin
Oleh panas menggumpal
dan larut dalam air. Misal
: Albumin pada putih telur
Ø Globulin
Menggumpal
oleh panas dan larut dalam larutan netral encer dari garam asam dan basa kuat.
Contoh: serum globulin dalam darah.
Ø Glutelin
Larut dalam asam atau
alkali encer. Glutelin terdapat di dalam gandum.
Ø Prolamin
Larut dalam alkohol
80%. Contoh : gliadin dalam
jagung.
Ø Albuminoid
Tidak
larut dalam air, larutan garam asam encer atau alkali encer. Contoh : keratin pada rambut.
Ø Histone
Tidak
menggumpal oleh panas, larut dalam air atau dalam larutan NH4OH
encer. Histone terdapat dalam kelenjar timus.
Ø Protamin
Tidak
menggumpal oleh panas, larut dalam larutan ammonia dan dalam air. Protamin
adalah basa yang membentuk garam yang stabil dengan asam kuat. Contoh : sturin dan salanin
dalam sejenis ikan.
b. Protein Konjugasi
Protein ini hanya terdiri atas rantai polipeptida yang terikat pada gugus
kimia lain, seperti :
v Kromoprotein
Di dalam senyawanya protein ini
mempunyai warna. Contoh
:
hemoglobin dari darah merah.
v Glikoprotein
Di dalam rangkaiannya terdapat gugus
karbohidrat. Contoh
:
mucin pada saliva.
v Nukleoprotein
Terdapat tambahan gugus asam nukleat.
v Lesitoprotein
Gugus
tambahan adalah lesitin.
v Lipoprotein
Gugus tambahan adalah salah satu dari
asam lemah yang lebih tinggi.
3. Penggolongan Protein Berdasarkan Fungsi Biologi
Protein sebagai makromolekul (molekul besar) mampu menunjukkan berbagai
fungsi biologi. Atas dasar peran ini maka protein dapat diklasifikasikan
sebagai berikut enzim, protein transport, protein nutrient dan penyimpan,
protein kontraktil atau motil, protein struktural, protein pertahanan dan
protein pengatur.
|
No.
|
Golongan
|
Contoh
|
|
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
|
Enzim
Protein
Transport
Protein
Nutrien dan Penyimpan
Protein
Kontraktil atau Motil
Protein
Struktural
Protein
Pertahanan
Protein
Pengatur
|
Ribonuklease
Tripsin
Hemoglobin
Albumin
serum
Mioglobin
b1-Lipoprotein
Gliadin
(gandum)
Ovalbumin
(telur)
Kasein
(susu)
Feritin
Aktin
Miosin
Tubulin
Dynein
Keratin
Fibroin
Kolagen
Elastin
Proteoglikan
Antibodi
Fibrinogen
Trombin
Toksin
Botulinus
Toksin
Difteri
Bisa ular
Risin
Insulin
Hormon
tumbuh
Kortikotropin
Represor
|
Tabel 1. Penggolongan protein berdasarkan fungsi biologi
A.
Protein sebagai enzim
Enzim, merupakan protein yang
dapat berfungsi sebagai katalisator. Hampir seluruh reaksi kimia yang terjadi
di tingkat sel dikatalisis oleh enzim. Protein yang paling bervariasi dan
mempunyai kekhususan tinggi adalah protein yang mempunyai aktivitas katalisa,
yakni, enzim. Enzim merupakan protein yang mempunyai fungsi sebagai katalis
yang mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi dari reaksi
tersebut. Hampir semua reaksi kimia biomolekul organik di dalam sel dikatalisa
oleh enzim. Lebih dari 2000 jenis enzim, masing-masing dapat mengkatalisa
reaksi kimia yang berbeda, telah ditemukan di dalam berbagai bentuk kehidupan.
Beberapa contoh enzim yang banyak dimanfaatkan saat ini seperti, glukosa
oksidase yang mengkatalisis glukosa menjadi asam glukonat, urikase yaitu enzim
yang dapat membongkar asam urat menjadi alantoin.
Contoh protein yang berfungsi
sebagai enzim adalah Ribonuklease dan Tripsin. Ribonuklease adalah protein
globular berukuran kecil lainnya, merupakan enzim yang disekresikan oleh
pankreas ke dalam usus kecil, tempat molekul ini mengkatalisa hidrolisis ikatan
tertentu pada asam ribonukleat yang terdapat pada makanan yang masuk. Enzim ini
sangat spesifik dalam aksi katalitiknya. Tripsin adalah enzim yang hanya
mengkatalisa hidrolisis ikatan peptida dengan gugus karboksil yang ada pada
residu lisin atau arginin, tanpa memandang panjang atau derat asam amino pada
rantai polipeptida.
B.
Protein sebagai protein
transport
Protein transport adalah
protein yang dapat mengikat dan membawa molekul atau ion yang khas dari satu
organ ke organ lainnya. Protein transport di dalam plasma darah mengikat dan
membawa molekul atau ion spesifik dari satu organ ke organ lain. Contoh protein
transport adalah mioglobin. Mioglobin merupakan protein pengikat oksigen yang
relatif kecil (BM 16.700) yang ditemukan pada sel otot. Fungsinya adalah untuk
menyimpan oksigen yang terikat dan untuk meningkatkan transport oksigen ke
mitokondria, yang mempergunakan oksigen selama oksidasi nutrien sel.
Contoh lainnya adalah
Hemoglobin, yang merupakan protein transport yang terdapat dalam sel darah
merah. Hemoglobin dapat mengikat oksigen ketika darah melalui paru-paru.
Oksigen dibawa dan dilepaskan pada jaringan periferi yang dapat dipergunakan
untuk mengoksidasi nutrient (makanan) menjadi energi. Pada plasma darah
terdapat lipoprotein yang berfungsi mengangkut lipida dari hati ke organ.
Protein transport lain yang terdapat dalam membran sel berperan untuk membawa
beberapa molekul seperti glukosa, asam amino dan nutrient lainnya melalui
membran menuju sel.
Molekul hemoglobin adalah
suatu tetramer a2b2 yang terdiri dari 2 rantai a yang identik
dan 2 rantai b yang identik. Subunit a dan b-nya terhubung secara struktur dan
evolusi terhadap satu sama lain dan terhadap mioglobin, suatu monomerik yang
mengikat oksigen pada otot. Struktur dari hemoglobin (hemoglobin tetramer)
adalah molekul spheroidal dengan dimensi 64x55x50 Amstrong. Dua protomer ab-nya
terhubung secara simetris dengan rotasi lipatan dua. Hemoglobin menyusun 33%
dari berat tubuh manusia. Hemoglobin adalah salah satu protein pertama yang
dapat ditentukan massa molekulnya secara akurat, protein pertama yang
dikarakterisasikan dengan ultra sentrifugasi dan dihubungkan dengan fungsi
fisiologis spesifik (dari transpor oksigen), dan dalam sel sabit anemia
merupakan yang pertama dalam menunjukkan mutasi yang menyebabkan perubahan asam
amino tunggal. Hemoglobin bukanlah hanya sebuah tangki oksigen sederhana, akan
tetapi merupakan sistem pembawa oksigen modern yang menyediakan jumlah oksigen
secara akurat menuju jarngan-jaringan di bawah kondisi apapun. Hemoglobin
membawa oksigen dari paru-paru, insang, atau kulit hewan menuju kapiler-kapiler
yang berfungsi dalam respirasi. Organisme yang sangat kecil tidak membutuhkan
protein ini karena kebutuhan respirasinya dicukupkan dengan difusi pasif yang
sederhana dari oksigen sepanjang tubuh. Akan tetapi, karena laju transpor dari
difusi zat bervariasi secara terbalik dengan pangkat dari jarak yang harus
ditempuh, laju difusi oksigen sepanjang jaringan lebih tebal dari 1mm adalah
terlalu lamban untuk menopang kehidupan. Oleh karena itu, evolusi organisme
yang besar dan kompleks, seperti Annelida (contoh cacing tanah), membutuhkan
perkembangan sistem sirkulasi secara aktif membawa oksigen dan nutrisi ke
jaringan darah untuk organisme ini harus mempunyai pembawa oksigen seperti
hemoglobin karena kelarutan oksigen dalam plasma darah terlalu rendah untuk
membawa oksigen yang cukup untuk kebutuhan metabolisme.
C.
Protein sebagai protein
penyimpan
Protein nutrient sering
disebut juga protein penyimpanan, protein ini merupakan cadangan makanan yang
dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan. Beberapa contoh protein ini,
sering kita temukan dalam kehidupan sehari-hari seperti ovalbumin merupakan
protein utama putih telur, kasein sebagai protein utama dalam susu. Contoh
lainnya adalah protein yang menyimpan zat besi yaitu ferritin yang terdapat di
dalam jaringan hewan.
Biji berbagai tumbuhan
menyimpan protein nutrien yang dibutuhkan untuk pertumbuhan embrio tanaman.
Terutama, contoh yang telah dikenal adalah protein biji dari gandum, jagung,
dan beras. Ovalbumin protein utama putih telur, dan kasein,
protein utama susu merupakan contoh lain dari protein nutrien. Ferritin
jaringan hewan merupakan protein penyimpan besi.
Kasein adalah protein yang
terdapat dalam susu dan digunakan sebagai agen pengikat pada berbagai macam
makanan. Secara teknis, kasein merupakan golongan fosfoprotein, yang merupakan
kumpulan ikatan protein yang mengandung asam fosfat. Ketika berkoagulasi dengan
renin, kasein disebut parakasein. Kasein merupakan garam, artinya kasein tidak
memiliki muatan ion bersih. Kasein tidak tergumpalkan oleh panas. Hal ini
dipicu oleh asam dan enzim rennet yang merupakan enzim proteolitik. Kasein
terdiri dari jumlah yang cukup tinggi dari prolin peptida, namun tidak
berinteraksi dimana tidak membentuk jembatan disulfida sehingga relatif tidak
memiliki struktur tersier. Oleh karena itu, protein tidak dapat terdenaturasi.
Kasein relatif hidrofobik sehingga kurang larut dalam air. Titik isoelektrik
kasein adalah 4,6. Karena pH susu 6,6, kasein memiliki muatan negatif dalam
susu. Protein yang dimurnikan tidak dapat larut dalam air. Sementara protein
tidak larut dalam larutan garam netral, mudah didispersikan dalam larutan basa
encer dan larutan garam seperti natrium oksalat dan natrium asetat. Dalam
kondisi asam (pH rendah) kasein akan mengendap karena kasein memiliki kelarutan
(solubility) yang rendah pada kondisi asam.
D.
Protein sebagai protein
kontraktil
Protein kontraktil juga
dikenal sebagai protein motil, di dalam sel organisme protein ini berperan
untuk berkontraksi, mengubah bentuk, atau bergerak seperti aktin dan miosin.
Kedua protein ini merupakan filamen yang berfungsi untuk bergerak di dalam sistem
kontraktil dan otot kerangka. Contoh lainnya adalah tubulin pembentuk
mikrotubul merupakan zat utama penyusun flagel dan silia yang menggerakkan
sel.Salah satu contoh protein kontraktil adalah Aktin. Yang berhubungan erat
dengan filamen tebal pada otot kerangka adalah filamen tipis, yang terdiri dari
protein aktin. Aktin terdapat dalam dua bentuk, aktin globular (G-aktin) dan
aktin serat (F-aktin). Aktin serat sebenarnya merupakan untaian panjang molekul
G-aktin(BM 46.000) yang bergabung membentuk suatu filamen. Dua filamen F-aktin
saling membelit terhadap sesamanya membentuk struktur dua untaian serupa
tambang
Contoh lainya adalah miosin
merupakan molekul serupa batang yang berukuran relatif panjang dengan ekor yang
merupakan dua polipeptida a-heliks yang melilit terhadap satu sama lain; miosin
juga mempunyai “kepala” dengan susunan yang kompleks dan dilengkapi dengan
aktivitas enzim. Berat molekul protrin ini 450.000, kira-kira 160 nm
panjangnya, dan mengandung enam rantai polipeptida. Ekor panjangnya terdiri
dari dua rantai berberat molekul masing-masing 200.000; keduanya disebut rantai
berat. Rantai ini mempunyai sambungan fleksibel seperti engsel. Kepala miosin
bersifat globular, dan mengandung ujung rantai berat dan juga empat rantai
ringan, masing-masing berberat molekul kira-kira 18,000, terlipat menjadi
konformasi globular. Kepala molekul miosin mengandung aktivitas enzim; yang
mengkatalisa hidrolisa ATP menghasilkan ADP dan fosfat. Sejumlah molekul miosin
tersusun bersama-sama membentuk filamen tebal pada otot, kerangka. Miosin juga
terdapat pada sel bukan otot.
E.
Protein sebagai protein
struktural
Protein struktural, jenis
protein ini berperan untuk menyangga atau membangun struktur biologi makhluk
hidup. Misalnya kolagen adalah protein utama dalam urat dan tulang rawan yang
memiliki kekuatan dan liat. Persendian mengandung protein elastin yang dapat
meregang dalam dua arah. Jenis lain adalah kuku, rambut dan bulu-buluan
merupakan protein keratin yang liat dan tidak larut dalam air. Komponen
utama dari serat sutra dan jaring labah-labah adalah protein fibroin.
Fibroin merupakan protein serabut yang tidak larut, tetapi protein ini bersifat
fleksibel dan lentur; dan tidak dapat meregang.
Salah satu contoh protein
struktural adalah keratin. Keratin adalah protein yang tidak reaktif secara
kimiawai dan tahan lama secara mekanik, terdapat dalam semua vertebrata tingkat
tinggi. Protein ini adalah komponen dasar dari lapisan luar epidermal dan
anggota badan yang berkaitan seperti rambut, tanduk, kuku dan bulu. Keratin
diklasifikasikan sebagai a-keratin yang terdapat dalam mamalia, dan b-keratin
yang terdapat dalam burung dan reptil. Studi mikroskopik elektron menunjukkan
bahwa rambut, yang tersusun utamanya dari a-keratin, terdiri dari struktur
hierarki. Rambut biasanya mempunyai diameter 20mm dan terdiri dari sel mati,
dimana tiap-tiapnya mengandung mikrofibril (2000 Amstrong dalam diameter) yang
terorientasi secara paralel terhadap serabut rambut. Makrofibril tersusun dari
mikrofibril (80 Amstrong dalam diameter) yang tertumpuk bersama oleh matriks
protein amorfus yang kaya akan kandungan sulfur. a-keratin kaya akan residu
Cys, yang cross-link secara sejajar dengan ikatan peptida. Hal ini berguna
untuk kelarutan dan ketahannya terhadap regangan, dua dari sifat biologis utama
suatu a-keratin. a-keratin diklasifikasikan sebagai “keras” atau “lunak”
berdasarkan pada apakah kandungan sulfurnya tinggi atau rendah. Keratin keras,
seperti rambut, tanduk, dan kuku adalah lebih lembut dari keratin lunak,
seperti kulit dan belulang, karena ikatan disulfidanya dapat melawan gaya yang
cenderung akan mendeformasikannya. Ikatan disulfidanya dipotong, serabut
a-keratin dapat diregangkan dua kali panjang dari panjang awalnya dengan
memberikan panas lembab. Dalam proses ini, analisis X-ray mengindikasikan bahwa
struktur heliks a memanjang dengan pengaturan kembali yang seiring dari ikatan
hidrogen untuk membentuk lembaran plat-b. b-keratin, seperti bulu, mempunyai
pola X-ray dalam keadaan normalnya.
Contoh lain adalah Elastin.
Elastin adalah protein dengan sifat elastis seperti penghapus, dimana seratnya
dapat memanjang beberapa kali dari panjang normalnya. Merupakan komponen dasar
dari jaringan konektif elastis kuning yang terdapat pada paru-paru, dinding
pembuluh darah yang besar seperti aorta, dan persendian elastis seperti yang
ada pada leher. Jaringan konektif putih yang tidak elastis dari tendon hanya
mengandung jumlah elastin yang sedikit. Elastin memiliki komposisi asam amino
yang berbeda dan sebagian besar mengandung residu non polar yang kecil. Elastin
mengandung sepertiga Gly, lebih dari sepertiga Ala+Val, dan kaya akan Pro. Akan
tetapi, elastin hanya mengandung sedikit Hydroxyproline dan residu polar, bukan
Hydroxylysine. Elastin membentuk jaringan tiga dimensi serat yang menempati
kecenderungan waktu tertentu yang tak tampak dalam mikroskop elektron. Rantai
silang kovalen dalam elastin terbentuk dari allysine aldol, yang juga terdapat
dalam kolagen, dan senyawa Lysinonorleucine, Desmosine, dan Isodesmosine.
Lysinonorleucine adalah hasil dari reduksi basa Schiff (ikatan imine) yang
terbentuk oleh kondensasi dari rantai samping sebuah Lys dengan allysine.
Desmosine dan Isedesmosine mempunyai bentuk unik terhadap elastin dan berperan
untuk warna kuning, dan merupakan hasil dari kondensasi 3 allysine dan 1 lysine
rantai samping. Rantai silang initernyata juga berperan dalam sifat elastik
dari elastin dan ketidaklarutannya.
F.
Protein sebagai protein
regulator
Beberapa protein membantu
mengatur aktivitas seluler atau fisiologi. Di antara jenis ini terdapat
sejumlah hormon, seperti insulin, yang mengatur metabolisme
gula, dan kekurangannya, menyebabkan penyakit diabetes. Hormon pertumbuhan dari pituitary dan hormon paratiroid, yang mengatur transport Ca2+ dan
fosfat. Protein pengatur lain, yang disebut represor mengatur biosintesa enzim oleh sel bakteri.
Kortikotropin merupakan protein struktural yaitu suatu hormon dari kelenjar
pituitary anterior yang merangsang korteks adrenal.Contohnya adalah insulin.
Insulin adalah sebuah hormon polipeptida yang mengatur metabolisme karbohidrat. Selain merupakan efektor utama dalam homeostasis karbohidrat, hormon ini juga ambil bagian dalam metabolisme lemak (trigliserida) dan protein – hormon ini memiliki properti anabolik. Hormon tersebut juga mempengaruhi jaringan tubuh lainnya.Hormon
insulin dihasilkan oleh sel B pada pankreas yang merupakan pembawa pesan kimia
yang diangkut oleh darah menuju organ lain, terutama hati dan otot. Di sini
insulin berikatan dengan reseptor pada permukaan sel dan merangsang kapasitas
sel untuk menggunakan glukosa sebagai bahan bakar metabolik. Insulin mengandung
2 rantai polipeptida, yang satu mempunyai 30 residu asam amino, yang lainnya
mempunyai dua residu asam amino. Insulin yang mengatur metabolisme gula dan
kekurangannya menyebabkan penyakit diabetes. Insulin merupakan protein pertama
yang ditentukan deretnya. Insulin sapi mempunyai berat molekul kira-kira 5700.
Molekul ini memiliki 2 rantai polipeptida, rantai A dengan 21 residu asam amino
dan rantai B dengan 30 residu asam amino. Kedua rantai disambung oleh dua
jembatan disulfida (S-S) dan salah satu rantai mempunyai ikatan disulfida
internal. Kedua rantai polipeptida pertama-tama dipisahkan dengan pemotongan
jembatan disulfida. Untuk tujuan ini, Sanger mempergunakan pengoksidasi asam
performat, yang memotong tiap residu sistin menjadi 2 residu asam sistat, satu
pada masing-masing rantai. Rantai ini kemudian dipisahkan dan deret
masing-masing ditentukan. Pengamatan deret asam amino kedua rantai tidak
memperlihatkan pola yang nyata atau suatu pengulangan adanya asam amino
tertentu, tambahan pula deret kedua rantai cukup berbeda. Penentuan deret asam
amino rantai insulin yang berhasil baik ini telah mendorong penelitian intensif
mengenai hubungan diantara struktur insulin yang diisolasi dari berbagai
spesies, dan aktivitas biologinya dalam menjalankan metabolisme gula. Kedua
rantai A dan B insulin diperlukan bagi aktivitas biologi, lebih jauh lagi
jembatan disulfida harus utuh. Penggantian sebagian atau kedua rantai oleh
pemotongan selektif menyebabkan hilangnya beberapa atau semua aktivitas
molekul. Walaupun insulin yang diisolasi dari pankreas beberapa spesies,
sebagai contoh sapi, babi, kambing, dan ikan paus, merupakan hormon aktif di
dalam manusia dan dipergunakan dalam pengobatan pasien penyakit diabetes,
senyawa ini tidak identik dengan insulin manusia. Yang nyata adalah bahwa pada
posisi tertentu pada masing-masing insulin, asam amino yang ditemukan selalu
sama walaupun spesies sumber insulin berbeda. Akan tetapi, pada posisi lain
asam amino mungkin berbeda dari satu spesies ke spesies lain. Pengamatan ini
secara kuat menunjukkan bahwa aktivitas insulin tergantung kepada deret asam
amino pada rantai polipeptidanya, di samping kepada ikatan antar rantai pada
titik-titik tertentu.
Insulin digunakan dalam
pengobatan beberapa jenis diabetes
mellitus. Pasien dengan diabetes
mellitus tipe 1 bergantung pada insulin eksogen (disuntikkan ke bawah kulit
atau subkutan) untuk keselamatannya karena kekurangan absolut hormon tersebut.
Pasien dengan diabetes mellitus tipe 2 memiliki tingkat produksi insulin rendah
atau kebal insulin, dan terkadang membutuhkan pengaturan insulin bila pengobatan lain tidak
cukup untuk mengatur kadar glukosa darah.
G.
Protein sebagai protein
pertahanan
Banyak protein mempertahankan organisme dalam melawan
serangan oleh spesies lain atau melindungi organisme tersebut dari luka. Imunoglobulin
atau antibodi pada vertebrata adalah protein khusus yang dibuat oleh
limfosit yang dapat mengenali dan mengendapkan atau menetralkan serangan
bakteri, virus, atau protein asing dari spesies lain. Fibrinogen dan trombin
merupakan protein penggumpal darah yang menjaga kehilangan darah jika sistem
pembuluh terluka. Bisa ular, toksin bakteri, dan protein tumbuhan
beracun, seperti risin, juga tampaknya berfungsi di dalam pertahanan
tubuh.Contohnya adalah antibodi. Molekul antibodi muncul di dalam serum darah
dan jaringan tertentu spesies vertebrata sebagai reaksi terhadap injeksi suatu
antigen, protein, atau makromolekul asing lain. Antibodi merupakan molekul
protein berbentuk-Y yang mengandung empat rantai polipeptida. Molekul ini
mempunyai sisi pengikat yang bersifat komplementer terhadap bentuk struktur
spesifik molekul antigen. Molekul antibodi mempunyai dua sisi pengikat yang
membuatnya mampu membentuk kisi-kisi tiga dimensi molekul antibodi dan antigen
secara berganti-ganti. Antibodi bersifat sangat spesifik tehadap protein asing
yang menimbulkan pembentukannya. Tiap antigen dapat menimbulkan jenis antibodi
spesifik masing-masing yang akan mengenali dan bergabung hanya dengan antigen
yang menimbulkan pembentukannya atau molekul lain yang berdekatan. Ribuan atau
jutaan jenis antigen yang masuk akan merangsang dibentuknya ribuan atau jutaan
jenis antibodi pula. Setiap detik, sekitar 2000 molekul antibodi diproduksi
oleh sel limfosit B. Salah satu contoh yang melibatkan antibodi adalah ketika
kulit terkena infeksi karena luka maka akan timbul nanah. Nanah ini merupakan
sel darah putih penghasil antibodi yang mati setelah berperang melawan antigen.
H.
Protein Lain
Terdapat banyak protein lain yang fungsinya agak eksotik
dan tidak mudah diklasifikasikan. Merupakan hal yang luar biasa bahwa semua
protein ini dengan sifat dan fungsi yang amat berbeda terbuat dari 20 asam
amino yang sama. Monelin, suatu protein tanaman dari Afrika yang
mempunyai rasa yang amat manis. Protein ini sedang dipelajari sebagai pemanis
makanan yang tidak menggemukkan dan tidak beracun untuk manusia. Plasma darah
beberapa ikan Antartika mengandung protein antibeku yang melindungi
darah ikan dari pembekuan. Persendian sayap beberapa insekta dibuat dari
protein resilin, yang bersifat hampir sempurna elastis.
1.3.Sumber Protein
Kita memperoleh protein dari
makanan yang berasal dari hewan atau tumbuhan. Protein yang berasal dari hewan
disebut protein hewani, sedangkan yang berasal dari tumbuhan disebut protein
nabati. Beberapa makan sumber protein ialah daging, telur,susu, ikan,beras,
kacang, kedelai, gandum, jagung, dan buah-buahan. Beberapa bahan makanan yang
mengandung protein serta kadar proteinnya dapat dilihat ditabel.
|
No
|
Nama bahan makanan
|
Kadar protein(%)
|
|
1
|
Daging ayam
|
18, 2
|
|
2
|
Daging sapi
|
18,8
|
|
3
|
Telur ayam
|
12,8
|
|
4
|
Susu sapi segar
|
3,2
|
|
5
|
Keju
|
22,8
|
|
6
|
Bandeng
|
20,0
|
|
7
|
Udang segar
|
21,0
|
|
8
|
Kerang
|
8,0
|
|
9
|
Beras tumbuk merah
|
7,9
|
|
10
|
Beras giling
|
6,8
|
|
11
|
Kacang hijau
|
22,2
|
|
12
|
Kedelai basah
|
30,2
|
|
13
|
Tepung terigu
|
8,9
|
|
14
|
Jagung kuning
|
7,9
|
|
15
|
Pisang ambon
|
1,2
|
|
16
|
Durian
|
2,5
|
Tumbuhan membentuk protein dari CO2, H2O dan senyawa
nitrogen. Hewan yang makan tumbuhan mengbah protein nabati menjadi protein
hewani. Di samping digunakan untuk pembentukan sel-sel tubuh, protein juga
dapat digunakan sebagai sumber energi apabila tubuh kita kekurangan karbohidrat
dan lemak. Komposisi rata- rata unsur kimia yang terdapat dalam protein ialah
sebagai berikut: karbon 50%, hidrogen 7%, oksigen 23%, nitrogen 16%, belerang
0-3%, dan fosfor 0-3%. Dengan pedoman pada kadar nirogen sebesar 16%, dapat
dilakukan penentuan kandungan protein dalam suatu bahan makanan.unsur nitrogen
ditentukan secara kuantitatif, misalnya dengan cara Kjeldahl, yaitu dengan cara
dekstruksi dengan asam pekat. Berat protein yang ditentukan ialah 6,25 kali
berat unsur nitrogen.
1.4.
Penyakit Akibat Kekurangan Protein
Penyakit yang terjadi akibat kekurangan protein paling
banyak ditemukan di Negara miskin. Kekurangan protein juga mempengaruhi
orang-orang yang lahir dengan kelainan genetik untuk memproduksi protein
tertentu, dan orang-orang dengan penyakit yang menyebabkan mereka kehilangan
nafsu makan dan gangguan pada otot. Di Negara maju seperti Amerika yang terjadi
malah sebaliknya. Kelebihan protein akibat konsumsi makanan hewani berlebih.
Bahkan para ahli di Amerika menyakini bahwa rata-rata orang Amerika
mengkonsumsi 50 persen lebih besar protein dari yang dibutuhkan tubuh.
Penyakit akibat
kekurangan protein banyak jenisnya, misalnya penyusutan jaringan otot,
kehilangan berat badan, penumpukan cairan, anemia, denyut jantung sangat
rendah, juga termasuk penyakit pigmentasi pada kulit. Salah satu efek yang
berbahaya dari kurangnya protein adalah timbulnya penyakit muka tua yang
disebabkan oleh kekurangan protein dan karbohidrat di saat bersamaan.
Kekurangan Protein bisa berakibat
fatal:
a. Kerontokan rambut.
b. Penyakit kekurangan protein atau
biasa disebut kwashiorkor.
Kwashiorkor adalah
penyakit yang disebabkan oleh kekurangan parah protein dalam diet yang
mengandung kalori sebagian besar dari karbohidrat seperti ubi, beras dan
pisang.
Umumnya penderitanya adalah anak kecil yang tidak mendapat asupan nutrisi
protein yang cukup pada masa pertumbuhannya.
Menurut University of Maryland Medical Center orang dengan kwashiorkor muncul
bengkak di daerah perut dari retensi cairan. Gejala umum dari kedua marasmus
dan kwashiorkor adalah kelelahan, cepat marah, diare, pertumbuhan terhambat dan
gangguan kognisi dan kesehatan mental.
c.
Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus .
Marasmus (seluruh
badan menjadi lemah) adalah penyakit yang disebabkan oleh kekurangan
protein dan kalori cukup parah yang mempengaruhi bayi dan anak-anak, sering
mengakibatkan penurunan berat badan dan dehidrasi. Marasmus dapat berkembang
menjadi kelaparan dan kematian yang disebabkan oleh kekurangan nutrisi penting.
Orang dengan marasmus terlihat kurus dengan sedikit jaringan otot.
d.
Kekurangan protein C
Salah
satu protein yang sangat penting bagi tubuh dan sangat berbahya bila tidak ada
adalah protein C. Protein C berkaitan dengan pembekuan darah. Protein bisa
dengan mudah ditemukan pada berbagai macam jenis makanan apalagi Indonesia
terkenal dengan makanan tempe yang kaya akan protein.
e.
Cachexia
Cachexia adalah suatu kondisi yang melibatkan kekurangan protein, penipisan otot rangka dan tingkat peningkatan degradasi protein, menurut penelitian oleh DP Kotler diterbitkan dalam “Annals of Internal Medicine” pada tahun 2000. Menurut JE Morley dalam “American Journal of Clinical Nutrition”,Cachexia menyebabkan penurunan berat badan, kematian,penyakit kanker, AIDS, gagal ginjal kronis, penyakit panas, penyakit paru obstruktif kronik dan rheumatoid arthritis. Pasien dengan kanker ganas dari lambung, usus, hati, saluran empedu dan gangguan pankreas, memiliki kelelahan dan keseimbangan nitrogen negatif sebagai akibat dari hilangnya massa otot dari cachexia, Sumber yang ditulis oleh J Ockenga dalam “pencernaan Farmakologi dan Terapi” pada tahun 2005.Akibat dari kwashiorkor dan marasmus sendiri, yaitu:
Cachexia adalah suatu kondisi yang melibatkan kekurangan protein, penipisan otot rangka dan tingkat peningkatan degradasi protein, menurut penelitian oleh DP Kotler diterbitkan dalam “Annals of Internal Medicine” pada tahun 2000. Menurut JE Morley dalam “American Journal of Clinical Nutrition”,Cachexia menyebabkan penurunan berat badan, kematian,penyakit kanker, AIDS, gagal ginjal kronis, penyakit panas, penyakit paru obstruktif kronik dan rheumatoid arthritis. Pasien dengan kanker ganas dari lambung, usus, hati, saluran empedu dan gangguan pankreas, memiliki kelelahan dan keseimbangan nitrogen negatif sebagai akibat dari hilangnya massa otot dari cachexia, Sumber yang ditulis oleh J Ockenga dalam “pencernaan Farmakologi dan Terapi” pada tahun 2005.Akibat dari kwashiorkor dan marasmus sendiri, yaitu:
a.
Gangguan pertumbuhan dan perkembangan
b. Mudah terkena penyakit
c.
Berkurangnya daya pikir
d.
Penurunan fungsi otak
e.
Ketidakseimbangan cairan elektrolit
f.
Berkurangnya daya tahan tubuh
g.
Bila tidak segera diobati berakhir dengan kematian
1.6. Reaksi Pada
Protein
Ada beberapa
reaksi-reaksi protein sebagai berikut
A. Reaksi Xantroprotein
Larutan
asam nitrat pekat ditambahkan dengan hati-hati kedalam larutan protein .
Setelah dicampur terjadi endapan putih yang dapat berubah menjadi kuning
apabila dipanaskan. Reaksi yang terjadi ialah nitrasi pada inti benzena yang
terdapat pada molekul protein. Jadi reaksi ini positif untuk protein yang mengandung tirosin ,fenilalanin
dan triptofan. Kulit kita bila kena asam nitrat berwarna kuning, itu juga
karena terjadi reaksi xantoprotein ini.
B. Reaksi Hopkins-Cole
Triptofan
dapat berkondensasi dengan beberapa aldehida dengan bantuan asam kuat dan
membentuk senyawa yang berwarna. Larutan protein yang mengandung triptofan
dapat di reaksikandengan pereaksi Hopkins-Cole yang mengandung asam glioksilat
. Pereaksi ini dibuat dari asam oksalat dengan serbuk magnesium dalam air.
|
serbuk
|
COOH Mg COOH
Asam
oksalat asam
glioksilat
Setelah dicampur dengan
pereaksi Hopkins-Cole , asam sulfat dituangkan perlahan-lahan sehingga
membentuk lapisan dibawah larutan protein . Beberapa saat kemudian akan terjadi
cinci ungu pada batas antara kedua lapisan tersebut . Pada dasarnya reaksi Hopkins-Cole
memberi hasil positif khas untuk gugus indol dalam protein.
C. Reaksi MillonPereaksi Millon
adalah larutan merkuro dan merkuri
nitrat dalam asam nitrat. Apabila pereaksi ini ditambahkan pada larutan
protein, akan menghasilkan endapan putih yang dapat berubah menjadi merah oleh
pemanasan. Pada dasarnya reaksi ini positif untuk fenol-fenol, karena
terbentuknya senyawa merkuri dengan gugus hidroksifenil yang berwarna. Protein
yang mengandung tirosin akan memberikan hasil positif.
D. Reaksi Nitroprusida
Natriumnitroprusida dalam larutan
amoniak akan menghasilkan warna merah dengan protein yang mempunyai gugus –SH
bebas. Jadi protein yang mengandung sistein dapat memberikan hasil positif.
Gugus –S-S pada sistin apabila direduksi dahulu dapat juga memberikan hasil
positif.
E. Reaksi Sakaguchi
Pereaksi yang digunakan ialah naftol
dan natriumhipobromit. Pada dasarnya reaksi ini memberi hasil positif apabila
ada gugus guanidin. Jadi arginin atau protein yang mengandung arginin dapat
menghasilkan warna merah.
BAB III
PENUTUP
Protein
adalah polimer linear yang dibangun dari 20 asam amino yang yang berbeda. Semua asam amino
menguasai fitur struktural umum, termasuk satu karbon kepada satu gugus amino,
suatu gugus karboksil, dan suatu rantai samping variabel terikat. Hanya prolina
berbeda dengan hal ini struktur dasar karena berisi satu cincin, arena yang tidak biasa kepada
kelompok amina N-end, angkatan yang separuh amida CO–NH ke dalam suatu yang
diperbaiki. Rantai
samping dari asam amino patokan, yang terperinci di dalam daftar asam amino
yang standar, mempunyai kekayaan kimia yang berbeda bahwa menghasilkan tiga
struktur protein dimensional dan kemudian kritis kepada fungsi protein.
Dalam kehidupan protein memegang peranan yang penting
pula, inilah contoh penting protein:
1.
Katalis enzimatik
Enzim mempunyai daya katalik yang sangat besar, umumnya
meningkatkan kecepatan reaksi sampai jutaan kali. Transformasi kimia in vivo
sukar berlangsung tanpa kehadiran enzim. Ribuan enzim telah diketahui sifatnya
dan banyak diantaranya telah dapat dikristalisasi. Fakta menunjukan bahwa
hampir semua enzim yang dikenal adalah protein. Jadi protein merupakan pusat
dalam menetapkan pola transformasi kimia dalam sistem biologis.
2.
Transport dan
penyimpanan
Berbagai molekul dan ion ditransport oleh protein
spesifik. Misalnya transport oksigen dalam eritrosit oleh hemoglobin; dan
mioglobin suatu protein sejenis metransport oksigen dalam otot.
3.
Koordinasi gerak
Protein merupakan komponen utama dalam otot. Kontraksi
otot berlangsung akibat pergeseran dua jenis filamen protein. Contoh lain
adalah pergerakan kromosom pada proses mitosi dan gerak sperma oleh flagela.
4.
Penunjang mekanis
Ketegangan kulit dan tulang disebabkan oleh adanya
kolagen yang merupakan protein fibrosa.
5.
Proteksi imun
Antibodi merupakan merupakan protein yang sangat spesifik
dan dapat mengenal serta berkombinasi dengan benda asing seperti virus, bakteri
dan sel yang berasal dari organisme lain.
6.
Membangkitkan dan
menghantar inpuls saraf
Respon sel saraf terhadap rangsang sesifik diperantarai
oleh protein reseptor. Misalnya rodopsin suatu protein yang sensitif terhadap
cahaya ditemukan pada sel batang retina. Protein reseptor yang dipicu oleh
molekul kecil spesifik seperti asetlkolin, berperan dalam trasnmisi inpuls saraf
pada sinaps yang menghubungkan sel-sel saraf.
7.
Pengaturan tumbuhan
dan diferensiasi
Pengaturan urutan ekspresi informasi genetik sangat
penting bagi pertumbuhan yang beraturan serta diferensiasi sel. Hanya bagian
kecil genom dalam sel yang akan diekspresikan pada suatu saat. Pada bakteri,
protein reseptor merupakan elemen pengatur yang penting untuk meredam spesifik
suatu DNA dalam suatu sel. Pada organisme tingkat tinggi, pertumbuhan dan
difrensiasi diatur oleh protein faktor pertumbuhan.
Ø Pengelompokan protein didasarkan atas :
1. Struktur Susunan Molekul Protein
Terbagi menjadi 2 , yaitu :
a. Fibriler (Serat)
Yaitu protein berbentuk serabut dan
tidak larut dalam pelarut-pelarut encer serta sukar diuraikan oleh enzim.
Terdiri atas rantai polipeptida memanjang. Berfungsi sebagai pelindung. Cth :
kolagen.
c.
Globuler (Bulat dan Elips)
Protein ini larut dalam air, asam atau
basa dan dalam etanol. Terdiri atas rantai polipeptida berlipat. Memiliki
fungsi gerak atau dinamik. Cth : albumin, mioglobin dll.
Komposisi
Kimia
di bedakan menjadi 2, yaitu :
Protein Sederhana
Hanya
terdiri atas asam amino dan tidak ada gugus kimia lain.
Protein tersebut antara lain :
Ø albumin
Ø globulin
Ø glutelin
Ø prolamin
Ø albuminoid
Ø histone
Ø protamin
I. Protein
Konjugasi
Protein ini hanya terdiri atas rantai polipeptida yang terikat pada gugus
kimia lain, seperti :
v kromoprotein.
v glikoprotein.
v nukleoprotein
v lesitoprotein
v lipoprotein
2.
Penggolongan
Protein Berdasarkan Fungsi Biologi
Protein sebagai makromolekul (molekul besar)
mampu menunjukkan berbagai fungsi biologi. Atas dasar peran ini maka protein
dapat diklasifikasikan sebagai berikut enzim, protein transport, protein
nutrient dan penyimpan, protein kontraktil atau motil, protein struktural,
protein pertahanan dan protein pengatur.
1.
Protein sebagai enzim
Enzim, merupakan protein yang dapat berfungsi sebagai katalisator.
Hampir seluruh reaksi kimia yang terjadi di tingkat sel dikatalisis oleh enzim.
Protein yang paling bervariasi dan mempunyai kekhususan tinggi adalah protein
yang mempunyai aktivitas katalisa, yakni, enzim. Enzim merupakan protein yang
mempunyai fungsi sebagai katalis yang mempercepat laju reaksi dengan menurunkan
energi aktivasi dari reaksi tersebut. Hampir semua reaksi kimia biomolekul
organik di dalam sel dikatalisa oleh enzim. Lebih dari 2000 jenis enzim,
masing-masing dapat mengkatalisa reaksi kimia yang berbeda, telah ditemukan di
dalam berbagai bentuk kehidupan. Beberapa contoh enzim yang banyak dimanfaatkan
saat ini seperti, glukosa oksidase yang mengkatalisis glukosa menjadi asam
glukonat, urikase yaitu enzim yang dapat membongkar asam urat menjadi alantoin.
2.
Protein sebagai protein
transport
Protein transport adalah
protein yang dapat mengikat dan membawa molekul atau ion yang khas dari satu
organ ke organ lainnya. Protein transport di dalam plasma darah mengikat dan
membawa molekul atau ion spesifik dari satu organ ke organ lain. Contoh protein
transport adalah mioglobin. Mioglobin merupakan protein pengikat oksigen yang
relatif kecil (BM 16.700) yang ditemukan pada sel otot. Fungsinya adalah untuk
menyimpan oksigen yang terikat dan untuk meningkatkan transport oksigen ke
mitokondria, yang mempergunakan oksigen selama oksidasi nutrien sel.
Molekul hemoglobin adalah suatu tetramer a2b2 yang
terdiri dari 2 rantai a yang identik dan 2 rantai b yang identik. Subunit a dan
b-nya terhubung secara struktur dan evolusi terhadap satu sama lain dan terhadap
mioglobin, suatu monomerik yang mengikat oksigen pada otot. Struktur dari
hemoglobin (hemoglobin tetramer) adalah molekul spheroidal dengan dimensi
64x55x50 Amstrong. Dua protomer ab-nya terhubung secara simetris dengan rotasi
lipatan dua. Hemoglobin menyusun 33% dari berat tubuh manusia. Hemoglobin
adalah salah satu protein pertama yang dapat ditentukan massa molekulnya secara
akurat, protein pertama yang dikarakterisasikan dengan ultra sentrifugasi dan
dihubungkan dengan fungsi fisiologis spesifik (dari transpor oksigen), dan
dalam sel sabit anemia merupakan yang pertama dalam menunjukkan mutasi yang
menyebabkan perubahan asam amino tunggal. Hemoglobin bukanlah hanya sebuah
tangki oksigen sederhana, akan tetapi merupakan sistem pembawa oksigen modern yang
menyediakan jumlah oksigen secara akurat menuju jarngan-jaringan di bawah
kondisi apapun. Hemoglobin membawa oksigen dari paru-paru, insang, atau kulit
hewan menuju kapiler-kapiler yang berfungsi dalam respirasi. Organisme yang
sangat kecil tidak membutuhkan protein ini karena kebutuhan respirasinya
dicukupkan dengan difusi pasif yang sederhana dari oksigen sepanjang tubuh.
Akan tetapi, karena laju transpor dari difusi zat bervariasi secara terbalik
dengan pangkat dari jarak yang harus ditempuh, laju difusi oksigen sepanjang
jaringan lebih tebal dari 1mm adalah terlalu lamban untuk menopang kehidupan.
Oleh karena itu, evolusi organisme yang besar dan kompleks, seperti Annelida
(contoh cacing tanah), membutuhkan perkembangan sistem sirkulasi secara aktif membawa
oksigen dan nutrisi ke jaringan darah untuk organisme ini harus mempunyai
pembawa oksigen seperti hemoglobin karena kelarutan oksigen dalam plasma darah
terlalu rendah untuk membawa oksigen yang cukup untuk kebutuhan metabolisme.
3.
Protein sebagai protein
penyimpan
Protein nutrient sering disebut juga protein penyimpanan, protein ini
merupakan cadangan makanan yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan.
Beberapa contoh protein ini, sering kita temukan dalam kehidupan sehari-hari
seperti ovalbumin merupakan protein utama putih telur, kasein sebagai protein
utama dalam susu. Biji berbagai tumbuhan
menyimpan protein nutrien yang dibutuhkan untuk pertumbuhan embrio tanaman.
Terutama, contoh yang telah dikenal adalah protein biji dari gandum, jagung,
dan beras. Ovalbumin protein utama putih telur, dan kasein,
protein utama susu merupakan contoh lain dari protein nutrien. Ferritin
jaringan hewan merupakan protein penyimpan besi.
Kasein adalah protein yang terdapat dalam susu dan digunakan sebagai
agen pengikat pada berbagai macam makanan. Secara teknis, kasein merupakan
golongan fosfoprotein, yang merupakan kumpulan ikatan protein yang mengandung
asam fosfat. Ketika berkoagulasi dengan renin, kasein disebut parakasein.
Kasein merupakan garam, artinya kasein tidak memiliki muatan ion bersih. Kasein
tidak tergumpalkan oleh panas. Hal ini dipicu oleh asam dan enzim rennet yang
merupakan enzim proteolitik. Kasein terdiri dari jumlah yang cukup tinggi dari
prolin peptida, namun tidak berinteraksi dimana tidak membentuk jembatan
disulfida sehingga relatif tidak memiliki struktur tersier.
4.
Protein sebagai protein
kontraktil
Protein kontraktil juga
dikenal sebagai protein motil, di dalam sel organisme protein ini berperan
untuk berkontraksi, mengubah bentuk, atau bergerak seperti aktin dan miosin.
Kedua protein ini merupakan filamen yang berfungsi untuk bergerak di dalam
sistem kontraktil dan otot kerangka. Contoh lainnya adalah tubulin pembentuk
mikrotubul merupakan zat utama penyusun flagel dan silia yang menggerakkan sel.
Salah satu contoh protein kontraktil adalah Aktin. Yang berhubungan erat
dengan filamen tebal pada otot kerangka adalah filamen tipis, yang terdiri dari
protein aktin. Aktin terdapat dalam dua bentuk, aktin globular (G-aktin) dan
aktin serat (F-aktin). Aktin serat sebenarnya merupakan untaian panjang molekul
G-aktin(BM 46.000) yang bergabung membentuk suatu filamen. Dua filamen F-aktin
saling membelit terhadap sesamanya membentuk struktur dua untaian serupa
tambang
5.
Protein sebagai protein
struktural
Protein struktural, jenis protein ini berperan untuk
menyangga atau membangun struktur biologi makhluk hidup. Misalnya kolagen
adalah protein utama dalam urat dan tulang rawan yang memiliki kekuatan dan
liat. Persendian mengandung protein elastin yang dapat meregang dalam dua arah.
Jenis lain adalah kuku, rambut dan bulu-buluan merupakan protein keratin yang
liat dan tidak larut dalam air. Komponen utama dari serat sutra dan
jaring labah-labah adalah protein fibroin. Fibroin merupakan protein
serabut yang tidak larut, tetapi protein ini bersifat fleksibel dan lentur; dan
tidak dapat meregang.
6.
Protein sebagai protein
regulator
Beberapa protein membantu mengatur aktivitas seluler atau
fisiologi. Di antara jenis ini terdapat sejumlah hormon, seperti insulin,
yang mengatur metabolisme gula, dan kekurangannya, menyebabkan penyakit
diabetes. Hormon pertumbuhan
dari pituitary dan hormon paratiroid,
yang mengatur transport Ca2+ dan fosfat. Protein pengatur lain, yang
disebut represor mengatur
biosintesa enzim oleh sel bakteri. Kortikotropin merupakan protein struktural
yaitu suatu hormon dari kelenjar pituitary anterior yang merangsang korteks
adrenal.
7.
Protein sebagai protein
pertahanan
Banyak protein mempertahankan organisme dalam melawan
serangan oleh spesies lain atau melindungi organisme tersebut dari luka. Imunoglobulin
atau antibodi pada vertebrata adalah protein khusus yang dibuat oleh
limfosit yang dapat mengenali dan mengendapkan atau menetralkan serangan
bakteri, virus, atau protein asing dari spesies lain. Fibrinogen dan trombin
merupakan protein penggumpal darah yang menjaga kehilangan darah jika sistem
pembuluh terluka. Bisa ular, toksin bakteri, dan protein tumbuhan
beracun, seperti risin, juga tampaknya berfungsi di dalam pertahanan
tubuh.
8.
Protein Lain
Terdapat banyak protein lain
yang fungsinya agak eksotik dan tidak mudah diklasifikasikan. Merupakan hal
yang luar biasa bahwa semua protein ini dengan sifat dan fungsi yang amat
berbeda terbuat dari 20 asam amino yang sama. Monelin, suatu protein
tanaman dari Afrika yang mempunyai rasa yang amat manis. Protein ini sedang
dipelajari sebagai pemanis makanan yang tidak menggemukkan dan tidak beracun
untuk manusia.
Sumber Protein
Kita memperoleh protein dari makanan yang berasal dari
hewan atau tumbuhan. Protein yang berasal dari hewan disebut protein hewani,
sedangkan yang berasal dari tumbuhan disebut protein nabati. Beberapa makan
sumber protein ialah daging, telur,susu, ikan,beras, kacang, kedelai, gandum,
jagung, dan buah-buahan. Beberapa bahan makanan yang mengandung protein serta
kadar proteinnya dapat dilihat ditabel.
Tumbuhan membentuk protein dari CO2, H2O dan senyawa
nitrogen. Hewan yang makan tumbuhan mengbah protein nabati menjadi protein
hewani. Di samping digunakan untuk pembentukan sel-sel tubuh, protein juga
dapat digunakan sebagai sumber energi apabila tubuh kita kekurangan karbohidrat
dan lemak. Komposisi rata- rata unsur kimia yang terdapat dalam protein ialah
sebagai berikut: karbon 50%, hidrogen 7%, oksigen 23%, nitrogen 16%, belerang 0-3%,
dan fosfor 0-3%. Dengan pedoman pada kadar nirogen sebesar 16%, dapat dilakukan
penentuan kandungan protein dalam suatu bahan makanan.unsur nitrogen ditentukan
secara kuantitatif, misalnya dengan cara Kjeldahl, yaitu dengan cara dekstruksi
dengan asam pekat. Berat protein yang ditentukan ialah 6,25 kali berat unsur
nitrogen.
Penyakit
akibat kekurangan protein banyak jenisnya, misalnya penyusutan jaringan otot,
kehilangan berat badan, penumpukan cairan, anemia, denyut jantung sangat
rendah, juga termasuk penyakit pigmentasi pada kulit. Salah satu efek yang
berbahaya dari kurangnya protein adalah timbulnya penyakit muka tua yang
disebabkan oleh kekurangan protein dan karbohidrat di saat bersamaan.
Kekurangan Protein bisa berakibat
fatal:
a. Kerontokan rambut.
b. Penyakit kekurangan protein atau
biasa disebut kwashiorkor.
Kwashiorkor adalah
penyakit yang disebabkan oleh kekurangan parah protein dalam diet yang
mengandung kalori sebagian besar dari karbohidrat seperti ubi, beras dan
pisang.
Umumnya penderitanya adalah anak kecil yang tidak mendapat asupan nutrisi
protein yang cukup pada masa pertumbuhannya.
Kekurangan
yang terus menerus menyebabkan marasmus .
Marasmus (seluruh
badan menjadi lemah) adalah penyakit yang disebabkan oleh kekurangan
protein dan kalori cukup parah yang mempengaruhi bayi dan anak-anak, sering
mengakibatkan penurunan berat badan dan dehidrasi.
c.
Kekurangan protein C
Salah
satu protein yang sangat penting bagi tubuh dan sangat berbahya bila tidak ada
adalah protein C. Protein C berkaitan dengan pembekuan darah. Protein bisa
dengan mudah ditemukan pada berbagai macam jenis makanan apalagi Indonesia
terkenal dengan makanan tempe yang kaya akan protein.
d.
Cachexia
Cachexia adalah suatu kondisi yang melibatkan kekurangan protein, penipisan otot rangka dan tingkat peningkatan degradasi protein, menurut penelitian oleh DP Kotler diterbitkan dalam “Annals of Internal Medicine” pada tahun 2000. Menurut JE Morley dalam “American Journal of Clinical Nutrition”,Cachexia menyebabkan penurunan berat badan, kematian,penyakit kanker, AIDS, gagal ginjal kronis, penyakit panas, penyakit paru obstruktif kronik dan rheumatoid arthritis. Pasien dengan kanker ganas dari lambung, usus, hati, saluran empedu dan gangguan pankreas, memiliki kelelahan dan keseimbangan nitrogen negatif sebagai akibat dari hilangnya massa otot dari cachexia, Sumber yang ditulis oleh J Ockenga dalam “pencernaan Farmakologi dan Terapi” pada tahun 2005.
Cachexia adalah suatu kondisi yang melibatkan kekurangan protein, penipisan otot rangka dan tingkat peningkatan degradasi protein, menurut penelitian oleh DP Kotler diterbitkan dalam “Annals of Internal Medicine” pada tahun 2000. Menurut JE Morley dalam “American Journal of Clinical Nutrition”,Cachexia menyebabkan penurunan berat badan, kematian,penyakit kanker, AIDS, gagal ginjal kronis, penyakit panas, penyakit paru obstruktif kronik dan rheumatoid arthritis. Pasien dengan kanker ganas dari lambung, usus, hati, saluran empedu dan gangguan pankreas, memiliki kelelahan dan keseimbangan nitrogen negatif sebagai akibat dari hilangnya massa otot dari cachexia, Sumber yang ditulis oleh J Ockenga dalam “pencernaan Farmakologi dan Terapi” pada tahun 2005.
Akibat dari
kwashiorkor dan marasmus sendiri, yaitu:
1. Gangguan pertumbuhan dan perkembangan
2. Mudah terkena penyakit
3. Berkurangnya daya pikir
4. Penurunan fungsi otak
5. Ketidakseimbangan cairan elektrolit
6. Berkurangnya daya tahan tubuh
7. Bila tidak segera diobati berakhir dengan kematian
Reaksi-reaksi Protein
a. Reaksi Xantroprotein
Larutan asam nitrat pekat
ditambahkan dengan hati-hati kedalam larutan protein . Setelah dicampur terjadi
endapan putih yang dapat berubah menjadi kuning apabila dipanaskan. Reaksi yang
terjadi ialah nitrasi pada inti benzena yang terdapat pada molekul protein.
Jadi reaksi ini positif untuk protein
yang mengandung tirosin ,fenilalanin dan triptofan. Kulit kita bila kena asam
nitrat berwarna kuning, itu juga karena terjadi reaksi xantoprotein ini.
b. Reaksi Hopkins-Cole
Triptofan dapat
berkondensasi dengan beberapa aldehida dengan bantuan asam kuat dan membentuk
senyawa yang berwarna. Larutan protein yang mengandung triptofan dapat di
reaksikandengan pereaksi Hopkins-Cole yang mengandung asam glioksilat .
Pereaksi ini dibuat dari asam oksalat dengan serbuk magnesium dalam air.
|
serbuk
|
COOH Mg COOH
Asam
oksalat asam
glioksilat
Setelah
dicampur dengan pereaksi Hopkins-Cole , asam sulfat dituangkan perlahan-lahan
sehingga membentuk lapisan dibawah larutan protein . Beberapa saat kemudian
akan terjadi cinci ungu pada batas antara kedua lapisan tersebut . Pada
dasarnya reaksi Hopkins-Cole memberi hasil positif khas untuk gugus indol dalam
protein.
c. Reaksi Millon
Pereaksi
Millon adalah larutan merkuro dan merkuri nitrat dalam asam nitrat. Apabila
pereaksi ini ditambahkan pada larutan protein, akan menghasilkan endapan putih
yang dapat berubah menjadi merah oleh pemanasan.
d. Reaksi Nitroprusida
Natriumnitroprusida
dalam larutan amoniak akan menghasilkan warna merah dengan protein yang
mempunyai gugus –SH bebas. Jadi protein yang mengandung sistein dapat
memberikan hasil positif. Gugus –S-S pada sistin apabila direduksi dahulu dapat
juga memberikan hasil positif.
e. Reaksi Sakaguchi
Pereaksi
yang digunakan ialah naftol dan natriumhipobromit. Pada dasarnya reaksi ini
memberi hasil positif apabila ada gugus guanidin. Jadi arginin atau protein
yang mengandung arginin dapat menghasilkan warna merah.
DAFTAR PUSTAKA
Ngili Yohanis. 2010. Biokimia Dasar. Rekayasa Sains. Bandung
Poedjiadi Anna. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Penerbit
Universitas Indonesia
Sadikin Mohamad dkk. 1996. Biokimia Edisi 4. Penerbit Buku
Kedokteran. Jakarta
Tidak ada komentar:
Posting Komentar