Klasifikasi Protein Protein terdapat dalam bentuk serabut (fibrous), globular, dan kunjungsi. a. Protein Protein dalam dalam bentuk bentuk serabut. serabut. Terdiri atas beberapa rantai peptida berbentuk spiral dan terjalin satu sama lain, sehingga menyerupai batany yang kaku. Karakteristiknya : •
Rendah daya larutnya.
•
Mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi.
•
Tahan terhadap enzim pencernaan.
Contoh protein serabut : Kolagen, elastin, keratin, miosin. b. Prot Protei ein n glob globul ular ar.. Karakteristiknya : •
Berbentuk bola.
•
Larut dalam larutan garam dan asam encer.
•
Mudah berubah dalam pengaruh suhu.
•
Konsentrasi garam mudah mengalami denaturasi.
Contoh : Albumin, globumin, histon, protamin. c. Prot Protei ein n konj konjun ungs gsi. i. Merupakan protein sederhana yang terikat dengan bahan-bahan non asam amino (gugus prostetik). Contoh: Nukleoprotein, lipoprotein, fosfoprotein, metaloprotein.
Jenis-jenis protein : a. Berdasarkan Komponen. 1. Protein Bersahaja. Merupakan campuran yang terdiri atas asam mino. 2. Protein Kompleks. Selain terdiri atas asam amino juga terdapat komponen lain (unsur logam, gugus posfat, dll). 3. Protein. Merupakan ikatan antara intermediet produk sebagai hasil hidrolisa parsial dari protein native. b. Berdasarkan Sumber. 1. Protein Hewani. Berasal dari binatang, contoh : daging, susu, dll. 2. Protein Nabati. Berasal dari tumbuhan, contoh : jagung. Klasifikasi protein dapat pula dilakukan berdasarkan fungsi fisiologiknya, berhubungan dengan adanya dukunagn bagi prtumbuhan badan dan bagi pemeliharan jeringan : a. Protein sempurna. b. Protein setengah sempurna.
c. Protein tidak sempurna.
Komposisi Kimia Protein Protein adalah molekul makro yang mempunyai berat molekul antara lima ribu hingga beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai panjang asam amino, yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Molekul protein lebih kompleks dari pada karbohidrat dan lemak dalam hal berat molekul dan kanekaragaman unitunit
asam
amino
yang
membentuknya.
Asam amino terdiri atas atom karbon yang terikat pada satu gugus karboksil (COOH), satu gugus amino (-NH2), satu atom hidrogen (-H) dan satu gugus radikal (-R) atau rantai cabang, sebagaimana tampak pada gambar berikut : Pada umumnya asam amino yang diisolasi dari protein hididroksilat alfa-asam amino, yaitu guguskarboksil dan amino terikat pada atom karbon yang sama. Yang membedakan asam amino satu sama lain adalah rantai cabang atau gugus –R nya.
Fungsi, Guna, dan Sumber Protein. Disini dapat kita lihat fungsi protein, antara lain sebagai berikut : a. Untuk pertumbuhan dan pemeliharaan. b. Untuk pembentukan ikatan-ikatan esensial tubuh. c. Untuk mengatur keseimbangan air dalam tubuh. d. Untuk memelihara netralitas tubuh. e. Untuk pembentukan antibodi. f. Untuk mengangkat zat-zat gizi. g. Sebagai sumber energi.
Oleh karena itu, protein sangat berperan penting dalam tubuh manusia, karena bial manusia tidak cukup protein, maka mereka akan dapat menderita gizi kurang.
Guna protein bagi tubuh manusia : Protein sangat berperan penting untuk pertumbuhan manusia.penting yang terdapat dalam semua makhluk hidup. Jadi tanpa adanya protein tidaklah dapat dibentuk sel makhluk hidup. Secara garis besarnya guna protein bagi manusia adalah sebagai berikut : a. Untuk membangun sel jaringan tubuh seorang bayi yang lahir dengan berat badan 3 kg. b. Untuk mengganti sel tubuh yang aus atau rusak. c. Untuk membuat air susu, enzim dan hormon air susu yang diberikan ibu kepada bayinya dibuat dari makanan ibu itu sendiri. d. Membuat protein darah, untuk mempertahankan tekanan osmose darah. e. Untuk menjaga keseimbangan asam basadari cairan tubuh. f. Sebagai pemberi kalori.
Sumber protein. Sumber protein untuk manusia ada 2, yaitu : a. Sumber protein hewani. Bahan makanan hewani merupakan sumber protein yang baik, dalam jumlah maupun mutu seperti telur, susu, daging, unggas, ikan, dan kerang. b. Sumber protein nabati.
Sumber makanan seperti : kacang, kedelai dan hasilnya seperti tempe, tahu, serta kacang-kacangan lain.
Kebutuhan Protein Bagi Manusia. Kebutuhan protein bagi manusia dapat ditentukan dengan cara menghitung jumlah protein yang diganti dalam tubuh. Ini bisa dilakukan dengan menghitung jumlah unsur nitrogn (zat lemas) yang ada dalam protein makanan dan menghitung pula jumlah unsur nitrogen yang dikeluarkan tubuh melalui air seni dan tinja. Penggunaan protein dapat dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga dalam prakteknya jumlahprotein itu belum dapat memenuhi kebutuhan. Sebabnya antara lain : - Kadar protein 18,75 gram itu dalam tubuh akan menyebabkan beberapa reaksi kimia yang tidak bisa berlangsung dengan baik. - Kecernaan protein itu sendiri. Tidak semua bahan makanan yang mengandung serat serat proteinnya bisa diambil tubuh. Karena adanya serat-serat ini, enzimenzim tidak bisa masuk untuk memecah protein. Berdasarkan pertimbangan diatas, maka ditetapkan bahwa kebutuhan protein bagi seorang dewasa adalah 1 gram untuk setiap kilogram berat badannya setiap hari. Untuk anak-anak yang sedang tumbuh, diperlukan protein yang lebih banyak, yaitu 3 gram tiap satu kilogram berat badannya. Disamping itu, mengingat adanya protein sempurna dan tidak sempurna berdasarkan jumlah dan macam-macam asam amino yang ada dalam makanan, maka untuk menjamin agar tubuh benar-benar mendapatkan asam amin dalam jumlah dan macam yang cukup, sebaiknya untuk orang dewasa seperlima dari protein yang diperlukan haruslah protein yang berasal dari hewan, sedangkan untuk anak-anak sepertiga dari jumlah protei yang mereka perlukan.
Tabel : Angka kecukupan protein menurut kelompok umur. N O
Kelompok
umur
(tahun)
AKP
(nilai
PST)
gram/kg
berat
badan
Laki-laki
Perempuan
1
0
–
0,5
1,86
(85
%
dari
ASI)
1,86
(85
%
2 (80
dari
ASI)
0,5
–
2,0
1,39
%
dari
ASI)
1,39
(80
%
dari
ASI)
3
4
–
5
1,08
1,08
4
5
–
10
1,00
1,00
5
10
–
18
1,96
0,90
6
18
–
60
0,75
0,75
7
60
8 9
Ibu Ibu
10
Ibu
11
Ibu
+ hamil
menyusui
+
6
menyusui menyusui
Sumber
bulan 6
bulan tahun
0,75 12 pertama. kedua kedua
0,75
gram
/
+
16
gram
/
hari
+
12
gram
/
hari
/
hari
+
:
11
gram
hari
FAO/WHO/UNU,1985
PST : Protein Senilai Telur.
Akibat Kekurangan dan Kelebihan Protein. a. Akibat kekurangan protein. Kekurangan protein banyak terdapat pada masyarakat sosial ekonomi rendah. Kekurangan protein murni pada stadium berat menyebabkan Kwasiorkor pada anak-anak dibawah lima tahun (balita). Kekurangan protein sering ditemukan
secara bersamaan dengan kekurangan energi yang menyebabkan kondisi yang dinamakan Marasmus. 1. Kwasiorkor. Istilah kwashiorkor pertamakali diperkenalkan oleh Dr. Cecily Williams pada tahun 1933, ketika ia menemukan keadaan ini di Ghana, Afrika. Dimana dalam bahasa Ghana kwashiorkor artinya penyakit yang diperoleh anak pertama, bila anak kedua sedang ditungu kelahirannya. Kwashiorkor lebh banyak terdapat pada usia dua hingga tiga tahun yang sering terjadi pada anak yang terlambatmenyapih, sehingga komposisi gizi makanan tidak seimbang terutama dalam hal protein. Kwashiorkor dapat terjadipada konsumsi energi yang cukup atau lebih. Gejalanya : - pertumbuhan terhambat. - Otot-otot berkurang dan lemah. - Edema. - Muka bulat seperti bulan (moonface) - Gangguan psikimotor. Ciri khas dari kwashiorkor yaitu terjadinya edema di perut, kaki dan tangan. Kehadiran kwashiorkor erat kaitannya dengan albumin serum. Pada kwashiorkor gambaran klinik anak sangat berbeda. Berat badan tidak terlalu rendah, bahkan dapat tertutup oleh adanya udema, sehingga penurunan berat badan relatif tidak terlalu jauh, tetapi bila pengobatan odema menghilang, maka berat badan yang rendah akan mulai menampakkan diri. Biasanya berat badan tersebut tidak sampai dibawah 60 % dari berat badan standar bagi umur yang sesuai.
Ciri-ciri
:
- Rambut halus, jarang, dan pirang kemerahan kusam. - Kulit tampak kering (Xerosis) dan memberi kesan kasar dengan garis-garis permukaan yang jelas. -
Didaerah tungkai dan sikut serta bokong terdapat kulit yang menunjukkan dasar yang licin berwarna putih mengkilap.
- Perut anak membuncit karena pembesaran hati. - Pada pemeriksaan mikroskopik terdapat perlemkan sel-sel hati. 2. Marasmus. Marasmus berasal dari kata Yunani yang berarti wasting merusak. Marasmus umumnya merupakan penyakit pada bayi (12 bulan pertama), karena terlambat diberi makanan tambahan. Hal ini dapat terjadi karena penyapihan mendadak, formula pengganti ASI terlalu encer dan tidak higienis atau sering terkena infeksi. Marasmus berpengaruh dalam waku yang panjang terhadap mental dan fisik yang
sukar
diperbaiki.
Marasmus adalah penyakit kelaparan dan terdapat banyak di antara kelompok sosial ekonomi rendah di sebagian besar negara sedang berkembang dan lebih banyak
dari
kwashiorkor.
Gejalanya : - Pertumbuhan terhambat. - Lemak dibawah kulit berkurang. - Otot-otot berkurang dan melemah. - Erat badan lebih banyak terpengaruh dari pada ukuran kerangka, seperti : panjang, lingkar kepala dan lingkar dada.
- Muka seperti orang tua (oldman’s face). Pada penderita marasmus biasanya tidak ada pembesaran hati (hepatomegalia) dan kadar lemak serta kholesterol didalam darah menurun. Suhu badan juga lebih rendah dari suhu anak sehat, dan anak tergeletak in-aktif, tidak ada perhatian bagi keadaan sekitarnya. b. Akibat Kelebihan Protein. Protein secara berlebihan tidak menguntungkan tubuh. Makanan yang tinggi proteinnya biasanya tinggi lemak sehingga dapat menyebabkan obesitas. Diet protein tinggi yang sering dianjurkan untuk menurunkan berat badan kurang beralasan. Kelebihan dapat menimbulkan masalah lain, terutama pada bayi. Kelebihan asam amino memberatkan ginjal dan hati yang harus memetabolisme dan
mengeluarkan
kelebihan
nitrogen.
Kelebihan protein akan menimbulkan asidosis, dehidrasi, diare, kenaikan amoniak darah, kenaikan ureum darah, dan demam. Ini dilihat pada bayi yang diberi susu skim atau formula dengan konsentrasi tinggi, sehingga konsumsi protein mencapai 6 g/kg BB. Batas yang dianjurkan untuk konsumsi protein adalah dua kali angaka kecukupan gizi AKG) untuk protein.
Upaya Penanggulangan. Untuk menanggulangi kekurangan / kelebihan protein, maka dapat dilakukan upaya penanggulangan sebagai berikut : - pemantauan status gizi (PSG) masyarakat. - Pemberian makanan tambahan (PMT). - Pemantauan garam beryodium. - Pemberian kapsul vit. A
- Pemberian tablet Fe. - Pengumpulan data KADARZI.
Struktur
Struktur tersier protein. Protein ini memiliki banyak struktur sekunder beta-sheet dan alpha-helix yang sangat pendek. Model dibuat dengan menggunakan koordinat dari Bank Data Protein (nomor 1EDH). 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). Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi
protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut memicu mutasi genetik. •
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: o
alpha helix (α-helix , "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asamasam amino berbentuk seperti spiral;
o
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);
•
o
beta-turn, ( β-turn, "lekukan-beta"); dan
o
gamma-turn, (γ-turn, "lekukan-gamma").
struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener.
•
contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.
Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer , (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan spektrometri massa. Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD.
Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah. Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional.
Kekurangan Protein Protein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh. Setiap orang dewasa harus sedikitnya mengonsumsi 1 g protein per kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan atlet-atlet. Kekurangan Protein bisa berakibat fatal: •
Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein - Keratin)
•
Yang paling buruk ada yang disebut dengan Kwasiorkor , penyakit kekurangan protein. Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung lapar , yang disebabkan oleh filtrasi
air
di
dalam
pembuluh
darah
odem.Simptom yang lain dapat dikenali adalah: o
hipotonus
sehingga
menimbulkan
•
o
gangguan pertumbuhan
o
hati lemak
Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.
•
Sintese protein
•
Artikel utama: Proteinbiosynthese
•
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. Tubuh manusia memerlukan 9 asam amino. Artinya kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesa sendiri oleh tubuh esensiil , sedangkan sebagian asam amino dapat disintesa sendiri atau tidak esensiil oleh tubuh. Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah penyerapan di usus maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh. Kode untuk asam amino tidak esensiil dapat disintesa oleh DNA. Ini disebut dengan DNAtranskripsi. Kemudian karena hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosom atau retikulum endoplasma, disebut sebagai translasi.
Sumber Protein •
Daging
•
Ikan
•
Telur
•
Susu, dan produk sejenis Quark
•
Tumbuhan berbji
•
Suku polong-polongan
•
Kentang
Studi dari Biokimiawan USA Thomas Osborne Lafayete Mendel, Profesor untuk biokimia di Yale, 1914, mengujicobakan protein konsumsi dari daging dan
tumbuhan kepada kelinci. Satu grup kelinci-kelinci tersebut diberikan makanan protein hewani, sedangkan grup yang lain diberikan protein nabati. Dari eksperimennya didapati bahwa kelinci yang memperoleh protein hewani lebih cepat bertambah beratnya dari kelinci yang memperoleh protein nabati. Kemudian studi selanjutnya, oleh McCay dari Universitas Berkeley menunjukkan how to get a six pack in a week bahwa kelinci yang memperoleh protein nabati, lebih sehat dan hidup dua kali lebih lama.
Keuntungan Protein •
Sumber energi
•
Pembetukan dan perbaikan sel dan jaringan
•
Sebagai sintesis hormon,enzim, dan antibodi
•
Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel
Methode Pembuktian Protein •
Tes UV-Absorbsi
•
Reaksi Xanthoprotein
•
Reaksi Millon
•
Reaksi Ninhydrin
•
Reaksi Biuret
•
Reaksi Bradford
•
Tes Protein berdasar Lowry
•
Tes BCA-
