Protein dan Asam Amino

Apa itu Protein? Molekul berukuran besar Tersusun dari rantai asam amino Ditemukan pada setiap sel dalam tubuh Terlibat dalam hampir semua proses dan fungsi fisiologis tubuh Sekuen / urutan asam amino ditentukan oleh DNA

Struktur Protein Tersusun dari rantai asam amino; diklasifikasikan berdasarkan urutan asam amino pada rantainya Peptida: <50 asam amino Dipeptida: 2 asam amino Tripeptida: 3 asam amino Polypeptida: >10 asam amino Protein: >50 asam amino umumnya 100 -10,000 asam amino Rantainya disusun oleh DNA spesifik Asam Amino terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen

Perbedaan Struktural Antara Karbohidrat, Lipid, dan Protein

Anatomi Asam Amino

Ikatan Peptida Asam Amino Dibentuk saat gugus asam (COOH) dari salah satu asam amino bergabung dg gugus amino (NH2) pada asam amino kedua Dibentuk melalui proses kondensasi (pengembunan) Terurai melalui hidrolisis

Reaksi Kondensasi dan Hidrolisis Figure 6.3

Essensial, Nonessensial, dan Kondisional Essensial – harus dikonsumsi dalam makanan Nonessensial – dapat disintesis dalam tubuh Conditionally essential – tidak dapat disintesis dalam keadaan sakit atau kekurangan prekursor Bayi prematur memiliki jumlah enzim yang terbatas untuk membentuk arginin

Structur Protein Empat level Struktur primer Struktur sekunder Struktur tersier struktur kuartener adanya perubahan struktur atau urutan asam amino akan mengubah bentuk dan fungsi protein

Denaturasi Perubahan bentuk protein sehingga mempengaruhi fungsinya. Penyebab: Panas Asam Basa Garam Mekanis Struktur primer tidak dapat berubah melalui denaturasi

Denaturing a Protein Figure 6.5

Protein Digestion: Part 1 Figure 6.6

Protein Digestion: Part 2 Figure 6.6

Protein Digestion: Part 3 Figure 6.6

Protein Digestion: Part 4 Figure 6.6

Absorpsi Asam Amino Asam amino diserap di usus halus Asam amino dipindahkan ke liver dari usus melalui pembuluh vena Di liver, asam amino ini: Digunakan untuk mensintesis protein Diubah menjadi energi, glukosa, atau lemak dilepas ke aliran darah dipindahkan ke dalam tiap sel Kadang protein diserap secara utuh

Metabolisme Asam Amino Liver me-metabolisme asam amino berdasarkan kebutuhan tubuh Sebagian besar asam amino dipindahkan ke aliran darah untuk diambil dan digunakan oleh tiap sel Stok asam amino terbatas namun banyak digunakan Protein turn over – proses degradasi dan sintesis protein secara berkelanjutan

Protein Synthesis Figure 6.8

Deaminasi Saat stok asam amino dalam keadaan optimal, maka asam amino ini dipecah menjadi beberapa komponen untuk penggunaan yang lain Terjadi Deaminasi Komponen yang mengandung karbon: Diubah menjadi glukosa, yg akan digunakan dlm proses gluconeogenesis Diubah menjadi asam lemak dan disimpan dalam bentuk trigliserida dalam jaringan adiposa

Metabolic Fate of Amino Acids Figure 6.7

Bagaimana Tubuh Menggunakan Protein? Fungsi protein Berperan secara struktural dan mekanis Memelihara jaringan tubuh Bahan baku enzim dan hormon Memelihara keseimbangan asam basa Transport nutrient Sebagai sistem imun Berperan sbg sumber energi saat dibutuhkan

Jumlah Protein Yang Diperlukan Tubuh Dalam keadaan sehat, dewasa, dan tidak hamil Mengkonsumsi protein secukupnya sesuai dengan aktifitas tubuh harian Untuk mencapai keseimbangan nitrogen Wanita hamil, masa penyembuhan, dan anak pada fase pertumbuhan Mengkonsumsi protein lebih banyak untuk membangun jaringan tubuh

Nitrogen Balance and Imbalance Figure 6.12

Kualitas Protein Complete protein Mengandung 9 asam amino esensial Sumber hewani merupakan complete proteins Memiliki kualitas lebih tinggi Incomplete proteins Terdiri dari satu atau beberapa asam amino Umumnya bersumber pada nabati

Kebutuhan Protein Rekomendasi asupan Protein 10–35% dari total harian kilokalori Dewasa dg BB >18kg 0.8 g/kg daily American College of Sports Medicine, the American Dietetic Association, and other experts advocate 50–100% protein bagi atlit yang memerlukan stamina tinggi dan latihan terus menerus Umumnya mengkonsumsi protein tambahan

Best Sources of Protein Figure 6.14

Mengkonsumsi Terlalu Banyak Protein Resiko penyakit jantung Resiko batu ginjal Resiko kehilangan kalsium dari tulang Resiko kanker usus Perubahan komposisi nutrien

Mengkonsumsi Terlalu Sedikit Protein Protein-energy malnutrition (PEM) Protein akan digunakan untuk energi dibandingkan untuk fungsional Nutrient penting lainnya akan terserap sedikit Prevalensi yg umum terjadi pada bayi dan anak-anak Hampir 17,000 anak di seluruh dunia meninggal setiap hari

Kekurangan Protein Tanpa protein yg memadai: Proses regenerasi sel-sel pada saluran pencernaan memiliki kemampuan rendah Fungsi pencernaan terhambat Penyerapan makanan berkurang Bakteri usus akan berpindah ke aliran darah dan menyebabkan septicemia Sistem imun tdk bekerja optimal shg tdk dapat melawan infeksi

Types of PEM: Kwashiorkor Kekurangan sejumlah protein Gejala Edema pada kaki dan perut Kekuatan sel otot berkurang Rambut rapuh dan mudah patah Wajah pucat, tampak sedih, apatis Mudah mengalami infeksi, denyut jantung tidak stabil, keluar cairan dari paru, pneumonia, septicemia, serta mengalami ketidakseimbangan cairan & elektrolis (Image from http://www.thachers.org/pediatrics.htm) Figure 6.16

Types of PEM: Marasmus Kekurangan asupan protein Lemah, kurus apatis Tdk dapat berdiri sendiri tanpa dibantu Nampak tua Rambut tipis, kering, dan tdk bersinar Suhu tubuh dan tekanan darah rendah Mudah dehidrasi, infeksi, & mudah mengalami pendarahan Figure 6.17

Types of PEM: Marasmic Kwashiorkor Kekurangan asupan dan jenis protein secara kronik Edema di bagian kaki dan tangan Tampak lapisan kulit dan tulang dari luar

Penanganan PEM Penanganan secara medis dan nutrisional dapat mengurangi angka kematian Penanganan secara bertahap: Step 1 – mempertahankan hidup Mengurangi dehidrasi Memberi asupan cairan & nutrisi Step 2 – memperbaiki sel & jaringan tubuh Memberi tambahan asupan protein dg jenis protein yg variatif Step 3 – mengenalkan aktifitas fisik

Vegetarian Diet Pilihan vegetarian diets: Ethical Religious Environmental Health Vegetarian harus mengkonsumsi jenis makanan yg variatif untuk menggantikan kebutuhan nutrisi yang terkandung pada hewani

Keuntungan & Resiko Vegetarian Diet Mengurangi Heart disease High blood pressure Diabetes Resiko Tidak mendapat asupan Protein hewani Vitamin B12 Cancer Stroke Obesity

Vegetarian Food Guide Pyramid Figure 6.18

Kedelai Banyak digunakan di USA Sumber protein kualitas tinggi Kadar lemak jenuh rendah Mengandung isoflavon Phitoestrogens Mengurangi resiko serangan jantung Mengurangi resiko kanker Dapat memicu kanker payudara

Review Vegetarian diet merupakan pilihan pola makan yg dapat mengurangi resiko kanker Beberapa vegetarian tdk mengkonsumsi olahan daging Beberapa vegetarian mengkonsumsi telur & susu dlm jumlah sedikit Vegetarians harus tetap dapat memenuhi kebutuhan: Protein Iron Zinc Calcium Vitamin D Riboflavin Vitamin B12 Vitamin A Omega-3 fatty acids

Pola makan yg tepat Kebutuhan kilokalori harian dapat dipenuhi dari sumber makanan yg kaya akan karbohidrat Lemak dikonsumsi tidak lebihd ari sepertiga bagian kilokalori harian Protein dikonsumsi lebih besar