PROTEIN The Biology Project-Biochemistry ,2003. Protein disusun atas unsur karbon (C ), hydrogen (H), oksigen (O) dan kadang-kadang ada unsur phosphor (P) dan sulfur (S).

Protein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organic kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.

Komponen penyusun protein Unit dasar penyusun struktur protein adalah asam amino. Dengan kata lain protein tersusun atas asam-asam amino yang saling berikatan. Asam amino adalah 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. Zwitter-ion (Jerman "Zwitter", blaster, banci) adalah senyawa yang memiliki sekaligus gugus bersifat asam dan basa. Pada pH netral zwitter-ion akan bermuatan positif (kation) maupun bermuatan negatif (anion). Biasanya zwitter-ion mudah larut dalam air karena bermuatan (air adalah pelarut polar) dan sukar larut dalam pelarut nonpolar.

Karena perilakunya, zwitter-ion merupakan larutan penyangga yang baik Karena perilakunya, zwitter-ion merupakan larutan penyangga yang baik. Apabila terdapat ion hidrogen berlebih (larutan bersifat asam), zwitter-ion akan menangkapnya (berperan sebagai basa). Sebaliknya, apabila larutan bersifat basa, zwitter-ion akan melepas ion hidrogen ke dalam larutan. Akibatnya pH tidak mudah berubah. Zat dengan karakteristik ini dikenal sebagai zat amfoter.

Amino acids are zwitterions:

General Amino Acid Structure H H2N Cα COOH Amino Acid Central carbon (Cα) attached to: Hydrogen (H) Amino group (-NH2) Carboxyl group (-COOH) Side chain (R) R

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.

Struktur asam amino Suatu asam amino-α terdiri atas: Atom C α. Disebut α karena bersebelahan dengan gugus karboksil (asam). Atom H yang terikat pada atom C α. Gugus karboksil yang terikat pada atom C α. Gugus amino yang terikat pada atom C α. Gugus R yang juga terikat pada atom C α.

Struktur asam amino α

Asam amino diperlukan oleh makhluk hidup sebagai penyusun protein atau sebagai kerangka molekul-molekul penting. Ia disebut esensial bagi suatu spesies organisme apabila spesies tersebut memerlukannya tetapi tidak mampu memproduksi sendiri atau selalu kekurangan asam amino yang bersangkutan. Untuk memenuhi kebutuhan ini, spesies itu harus memasoknya dari luar (lewat makanan). Istilah "asam amino esensial" berlaku hanya bagi organisme heterotrof

Bagi manusia, ada delapan (ada yang menyebut sembilan) asam amino esensial yang harus dipenuhi dari diet sehari-hari, yaitu isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, dan valin. Histidin dan arginin disebut sebagai "setengah esensial" karena tubuh manusia dewasa sehat mampu memenuhi kebutuhannya. Asam amino karnitin juga bersifat "setengah esensial" dan sering diberikan untuk kepentingan pengobatan. sedangkan untuk asam amino non esensial itu sendiri adalah asam amino yang bisa diprosuksi sendiri oleh tubuh, sehingga memiliki prioritas konsumsi yang lebih rendah dibandingkan dengan asam amino esensial.

Macam asam amino   Ada 20 macam asam amino, yang masing-masing ditentukan oleh jenis gugus R atau rantai samping dari asam amino. Jika gugus R berbeda maka jenis asam amino berbeda. Contohnya ada pada Gambar 2.2. Dari gambar tersebut tampak bahwa asam amino serin, asam aspartat dan leusin memiliki perbedaan hanya pada jenis gugus R saja.

Contoh struktur dari beberapa asam amino Gambar2.2 Contoh struktur dari beberapa asam amino

Tabel 2.1 Nama-nama asam amino Singkatan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Alanin (alanine) Arginin (arginine) Asparagin (asparagine) Asam aspartat (aspartic acid) Sistein (cystine) Glutamin (Glutamine) Asam glutamat (glutamic acid) Glisin (Glycine) Histidin (histidine) Isoleusin (isoleucine) Leusin (leucine) Lisin (Lysine) Metionin (methionine) Fenilalanin (phenilalanine) Prolin (proline) Serin (Serine) Treonin (Threonine) Triptofan (Tryptophan) Tirosin (tyrosine) Valin (valine) Ala Arg Asn Asp Cys Gln Glu Gly His Ile Leu Lys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val

Alanin

Arginin

Asparagin (asparagine)

Asam aspartat (aspartic acid)

Sistein (cystine)

Glutamin (Glutamine)

Asam glutamat (glutamic acid)

Glisin (Glycine)

Histidin (histidine)

Isoleusin (isoleucine)

Leusin (leucine)

Lisin (Lysine)

Metionin (methionine)

Fenilalanin (phenilalanine)

Prolin (proline)

Serin (Serine)

Treonin (Threonine)

Triptofan (Tryptophan)

Tirosin (tyrosine)

Valin (valine)

Ikatan peptida Kedua puluh macam asam amino saling berikatan, dengan urutan yang beraneka ragam untuk membentuk protein. Proses pembentukan protein dari asam-asam amino ini dinamakan sintesis protein. Ikatan antara asam amino yang satu dengan lainnya disebut ikatan peptida. Ikatan peptida ini dapat disebut juga sebagai ikatan amida.

Pada protein atau rantai asam amino, gugus karboksil (-COOH) berikatan dengan gugus amino (-NH2). Setiap terbentuk satu ikatan peptida, dikeluarkan 1 molekul air (H2O). Agar lebih jelas, coba Anda cermati Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Pembentukan ikatan peptida

Struktur Arsitektur Protein Ada 4 tingkat struktur protein yaitu struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier dan struktur kuartener. 1. Struktur primer Struktur primer adalah urutan asam-asam amino yang membentuk rantai polipeptida.

2. Struktur sekunder Struktur sekunder protein bersifat reguler, pola lipatan berulang dari rangka protein. Dua pola terbanyak adalah alpha helix dan beta sheet.

3. Struktur tersier Struktur tersier protein adalah lipatan secara keseluruhan dari rantai polipeptida sehingga membentuk struktur 3 dimensi tertentu. Sebagai contoh, struktur tersier enzim sering padat, berbentuk globuler.

4. Struktur kuartener Beberapa protein tersusun atas lebih dari satu rantai polipeptida. Struktur kuartener menggambarkan subunit-subunit yang berbeda bersama-sama membentuk struktur protein. Sebagai contoh adalah molekul hemoglobin manusia yang tersusun atas 4 subunit

Pencernaan Protein Dari makanan kita memperoleh Protein. Di sistem pencernaan protein akan diuraikan menjadi peptid-peptid yang strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino. Hal ini dilakukan dengan bantuan enzim. Dalam tubuh ikatan peptida diuraikan oleh enzim proteolitik yang disebut protease atau peptidase. Setelah penyerapan di usus maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh.

Langkah pertama dalam pencernaan protein terjadi, bila pakan berhubungan dengan enzim pepsin dari getah lambung. Getah pankreas yang mengandung enzim tripsin, khimotripsin, dan karboksipeptidase dialirkan ke duodenum. Enzim-enzim tersebut meneruskan pencernaan protein, yang dalam lambung dimulai oleh pepsin, memecah zat-zat lebih rumit menjadi peptida dan akhirnya kedalam asam-asam amino.

Pencernaan Protein oleh sekresi Pankreas: Kebanyakan pencernaan protein terjadi terutama dalam usus halus bagian atas, di dalam duodenum dan jejunum, di bawah pengaruh enzim-enzim proteolitik dari sekresi pancreas.

 Saat protein meninggalkan gaster , protein biasanya terutama dalam bentuk proteosa , pepton dan polipeptida -polipeptida besar. Segera setelah masuk usus halus produk yang sudah dipecahkan sebagian diserang oleh enzim – enzim proteolitik utama pancreas, tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase dan proelastase . Baik tripsin maupun kimotripsin dapat memecahkan molekul – molekul protein menjadi polipeptida polipeptida kecil kecil, karboksipeptidase kemudian memecah polipeptida menjadi asam amino.

Fungsi protein Protein memegang peranan penting dalam berbagai proses biologi. Peran-peran tersebut antara lain: 1. Katalisis enzimatik Hampir semua reaksi kimia dalam sistem biologi dikatalisis oleh enzim dan hampir semua enzim adalah protein. 2. Transportasi dan penyimpanan Berbagai molekul kecil dan ion-ion ditansport oleh protein spesifik. Misalnya transportasi oksigen di dalam eritrosit oleh hemoglobin dan transportasi oksigen di dalam otot oleh mioglobin. 3. Koordinasi gerak Kontraksi otot dapat terjadi karena pergeseran dua filamen protein. Contoh lainnya adalah pergerakan kromosom saat proses mitosis dan pergerakan sperma oleh flagela.

4. Penunjang mekanis Ketegangan kulit dan tulang disebabkan oleh kolagen yang merupakan protein fibrosa 5. Proteksi imun Antibodi merupakan protein yang sangat spesifik dan dapat mengenal serta berkombinasi dengan benda asing seperti virus, bakteri dan sel dari organisma lain. 6. Membangkitkan dan menghantarkan impuls saraf Respon sel saraf terhadap rangsang spesifik diperantarai oleh oleh protein reseptor. Misalnya rodopsin adalah protein yang sensitif terhadap cahaya ditemukan pada sel batang retina. Contoh lainnya adalah protein reseptor pada sinapsis

7. Pengaturan pertumbuhan dan diferensiasi Pada organisme tingkat tinggi, pertumbuhan dan diferensiasi diatur oleh protein faktor pertumbuhan. Misalnya faktor pertumbuhan saraf mengendalikan pertumbuhan jaringan saraf. Selain itu, banyak hormon merupakan protein. 8. Toksin , merupakan racun yang berasal dari hewan, tumbuhan, misalnya bisa ular.

9. Hormone merupakan protein yang berfungsi sebagai pengatur proses dalam tubuh, misalnya hormone insulin, pada hewan hormone auksin dan gibberellins pada tumbuhan. 10. Protein structural, merupakan protein yang menyusun struktur sel, jaringan dan tubuh organism hidup misalnya glikoprotein untuk dinding sel, keratin untuk rambut dan bulu.

11. Protein pelindung, melindungi tubuh terhadap zat-zat asing, misalnya antibody yang mengadakan perlawanan terhadap masuknya molekul asing (antigen) ke dalam tubuh. fibrinogen yang digunakan dalam pembekuan darah, juga insulin sebgai regulator metabolism glukosa dalam darah.

Berdasarkan sumbernya, protein ada dua macam yaitu : a Berdasarkan sumbernya, protein ada dua macam yaitu : a. Protein hewani , yaitu protein yang berasal dari hewan contohnya daging, ikan, telur. b. Protein nabati , yaitu protein yang berasal dari tumbuh-tumbuhan contohnya kacang-kacangnya.

Sumber Protein Daging Ikan Telur Susu, dan produk sejenis Quark Tumbuhan berbiji Suku polong-polongan, Kentang Kebutuhan protein untuk tubuh manusia rata-rata sebesar 1 g protein/kg berat badan per hari

Kekurangan Protein bisa berakibat fatal: Kerontokan rambut. Penyakit kekurangan protein atau biasa disebut kwasiorkor. Umumnya penderitanya adalah anak kecil yang tidak mendapat asupan nutrisi protein yang cukup pada masa pertumbuhannya. Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan hingga menyebabkan kematian.

kelebihan asupan protein menimbulkan berbagai efek negatif yang cukup fatal bagi tubuh: Racun dalam daging tempat berkembang biaknya sel-sel kanker. Makan daging (sumber protein tinggi) memang membantu mempercepat pertumbuhan, tetapi selain mempercepat pertumbuhan juga akan mempercepat proses penuaan.

Setiap sel mengandung DNA (deoxyribonucleic acid atau asam deoksiribonukleat), suatu zat kimia yang berisi peta tubuh dan fungsi-fungsinya. Produk sampingan beracun dari pencernaan lemak dan protein hewani yang berlebihan dapat merusak DNA, dan mengubah sel-sel menjadi sel kanker. Sel-sel kanker mulai berkembang biak dengan sendirinya. DArah kita mengandung sel-sel darah merah, sel-sel darah putih dan limfosit. Sel-sel darah putih dan limfosit menyerang musuh-musuh seperti bakteri dan virus, menghancurkan mereka dan menjadikan mereka tidak berbahaya lagi. Jika sel-sel ini rusak, mekanisme pertahanan garis depan tubuh akan berhenti berfungsi, serta dapat berkahir dengan infeksi dan munculnya sel-sel abnormal atau sel-sel kanker.

2. Protein Menyebabkan Reaksi Alergi Protein yang belum diuraikan menjadi nutrisi memasuki peredaran darah melalui dinding usus sebagai zat tak dikenal. Hal ini sering terjadi pada anak-anak yang masih kecil. Tubuh bereaksi terhadapnya sebagai zat tak dikenal dan menimbulkan reaksi alergi. Alergi protein seperti ini paling sering disebabkan oleh susu dan telur. Mengonsumsi protein hewani secara berlebihan dan reaksi alergi yang dihasilkannya adalah penyebab meningkatnya kasus-kasus dermatitis atopik, penyakit kolagen, kolitis ulserativa, dan penyakit crohn.

3. Kelebihan protein menyebabkan kerja hati dan Ginjal Lebih Berat Protein berlebih dalam tubuh harus diuraikan dan disingkirkan melalui urine dan menimbulkan beban yang sangat berat bagi hati dan Ginjal.

Chapter Test (PROTEIN) hari Rabu, 22 Juni 2011