Makalah Biokimia Protein
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Protein adalah senywa organik yang molekulnya sangat besar dan susunannya sangat kompleks serta merupakan polimer dari alfa asam-asam amino. Jadi, sebenarnya protein bukan merupakan zat tunggal, serta molekulnya sederhana, tetapi masih merupakan asam amino. Oleh karena protein tersusun atas asam-asam amino, maka susunan kimia mengandung unsur-unsur seperti terdapat pada asam-asam amino penyusunnya yaitu C, H, O, N dan kadang-kadang mengandung unsur-unsur lain, seperti misalnya S, P, Fe, atau Mg. Dalam kehidupan protein memegang peranan yang penting pula. Proses kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Disamping itu hemoglobin dalam butir-butir darah merah atau eritrosit yang berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru keseluruh bagian tubuh, adalah salah satu jenis protein. Disamping digunakan untuk pembentukan sel-sel tubuh, protein juga dapat digunakan sebagai sumber energi apabila tubuh kita kekurangan karbohidrat dan lemak. Protein mempunyai molekul besar dengan bobot molekul bervariasi antara 5000 sampai jutaan. Ada 20 jenis asam amino yang terdapat dalam molekul protein. Asam-asam amino ini terikat satu dengan yang lain oleh ikatan peptide.protein mudah dipengaruhi oleh suhu tinggi, PH, dan pelarut organic. Protein adalah salah satu bio-makromolekul yang penting perananya dalam makhluk hidup. Fungsi dari protein itu sendiri secara garis besar dapat dibagi ke dalam dua kelompok besar, yaitu sebagai bahan struktural dan sebagai mesin yang bekerja pada tingkat molekular. Apabila tulang dan kitin adalah beton, maka protein struktural adalah dinding batu-batanya. Beberapa protein struktural, fibrous protein, berfungsi sebagai pelindung, sebagai contoh dan -keratin yang terdapat pada kulit, rambut, dan kuku. Sedangkan protein struktural lain ada juga
yang berfungsi sebagai perekat, seperti kolagen. Protein dapat memerankan fungsi sebagai bahan structural karena seperti halnya polimer lain, protein memiliki rantai yang panjang dan juga dapat mengalami cross-linking dan lain-lain. Selain itu protein juga dapat berperan sebagai biokatalis untuk reaksi-reaksi kimia dalam sistem makhluk hidup. Makromolekul ini mengendalikan jalur dan waktu metabolisme yang kompleks
untuk menjaga kelangsungan hidup suatu organisma. Suatu sistem metabolisme akan terganggu apabila biokatalis yang berperan di dalamnya mengalami kerusakan. B. Rumusan Masalah
1. Apa defenisi protein? 2. Apa ciri molekul protein? 3. Bagaimana struktur protein? 4. Apa saja fungsi protein? 5. Ada berapa penggolongan protein? 6. Bagaimana sintesis protein? 7. Apa akibat kekurangan protein? C. Tujuan
Makalah ini bertujuan menjawab semua pertanyaan-pertanyaan pada rumusan masalah untuk dipelajari dan dipahami, juga untuk memenuhi tugas matakuliah.
BAB II PEMBAHASAN A. Defenisi Protein
Protein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti “yang paling utama”) adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomermonomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof). Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan merup akan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein p rotein merupakan
salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh JÃ’ns
Jakob Berzelius pada tahun 1838. B. Ciri Molekul Protein
Protein adalah makromolekul polipeptida yang tersusundari sejumlah L-asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptide, bobot molekul tinggi. Suatu molekul protein disusun oleh sejumlah asam amino dengan susunan tertentu dan da n bersifat turunan. Rantai polipeptida sebuah molekul protein mempunyai satu konformasi yang sudah tertentu pada suhu dan pH normal. Konformasi ini disebut konformasi asli, sangat stabil sehingga memungkinkan protein dapat diisolasi dalam keadaan konformasi aslinya itu. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof). Semua jenis protein terdiri dari rangkaian dan kombinasi ko mbinasi dari 20 asam amino. Setiap jenis protein mempunyai jumlah dan urutan asam amino yang khas. Di dalam sel, protein terdapat baik pada membran plasma maupun membran internal yang menyusun organel sel seperti mitokondria, retikulum endoplasma, nukleus dan badan golgi dengan fungsi yang berbeda-beda tergantung pada tempatnya. 1. Berat molekulnya besar, ribuan sampai jutaan, sehingga merupakan suatu makromolekul. 2. Umumnya terdiri atas 20 macam asam amino. Asam amino berikatan (secara kovalen) satu dengan yang lain dalam variasi urutan yang bermacam-macam, membentuk suatu rantai polipeptida. Ikatan peptida merupakan ikatan antara gugus α-karboksil dari asam amino yang satu dengan gugus α-amino dari asam amino yang lainnya.
3. Terdapatnya ikatan kimia lain, yang menyebabkan terbentuknya lengkungan-lengkungan rantai polipeptida menjadi struktur tiga dimensi protein. Sebagai contoh misalnya ikatan hidrogen, ikatan hidrofob (ikatan apolar), ikatan ion atau elektrostatik dan ikatan Van Der Waals.
4. Strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor seperti ph, radiasi, temperatur, medium pelarut organik, dan deterjen. 5. Umumya reaktif dan sangat spesifik, disebabkan terdapatnya gugus samping yang reaktif dan susunan khas struktur makromolekulnya. C. Struktur
Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat). Struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Sementara itu, struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut: 1. alpha helix (α-helix, “puntiran-alfa”), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral; 2. beta-sheet (β-sheet, “lempeng- beta”), beta”), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H); 3. beta-turn, (β-turn, “lekukan- beta”); beta”); dan 4. gamma-turn, (γ-turn, “lekukan-gamma”) Gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder akan menghasilkan struktur tiga dimensi yang dinamakan struktur tersier. 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. Bila susunan ruang atau rantai polipeptida suatu molekul protein berubah, maka dikatakan protein ini terdenaturasi. terdenaturasi. Sebagian besar protein protein globular mudah mengalami denaturasi, jika ikatan-ikatan yang membentuk konfigurasi molekul tersebut rusak. Kadangkadang perubahan ini memang dikehendaki namun sering juga merugikan sehingga perlu dicegah. Ada dua macam denaturasi yaitu pengembangan rantai peptida dan pemcahan protein menjadi unit yang lebih kecil tanpa disertai pengembangan molekul. Terjadinya kedua jenis denaturasi ini tergantung pada keadaan molekul. Yang pertama terjadi pada rantai polipeptida, dan yang kedua terjadi pada bagian molekul yang bergabung dalam ikatan sekunder. Masalah utama terjadinya denaturasi meliputi : Panas dan Radiasi Sinar Ultraviolet, Pelarut-pelarut Organik, Asam atau Basa, Ion Logam Berat, dan Pereaksi Alkaloid. D. Fungsi Protein
1. Enzim Protein yang paling bervariasi dan mempunyai kekhususan tinggi adalah protein yang mempunyai aktivitas katalis, yakni enzim. Hampir semua reaksi kimia biomolekul organik
didalam sel dikatalis oleh enzim. Lebih dari 2000 jenis enzim , masing-masing dapat mengkatalisa reaksi kimia yang berbeda, telah ditemukan dalam berbagai bentuk kehidupan. 2. Protein Transport Protein transport didalam plasma darah mengikat dan membawa molekul atau ion spesifik dari satu organ ke organ lain. Hemoglobin pada sel darah merah mengikat oksigen ketika darah melalui paru-paru, dan membawa oksigen ke jaringan periferi. Plasma darah mengandung lipo protein. Yang membawa lipid dari hati ke organ lain. Protein transport lain terdapat didalam membran sel dan menyesuaikan strukturnya untuk mengikat dan membawa glukosa, asam amino dan nutrien lain melalui membran menuju kedalam sel. 3. Protein Nutrien dan Penyimpan Biji berbagai tumbuhan menyimpan protein nutrien yang dibutuhkan untuk pertumbuhan embrio tanaman, terutama protein biji dari gandum, jagung dan beras. 4. Protein Kontraktil atau Motil Beberapa protein memberikan kemampuan kepada sel organisme untuk berkontraksi, mengubah bentuk atau bergerak. Aktin dan miyosin adalah protein filamen yang berfungsi didalam sistem kontraktil otot kerangka dan juga didalam banyak sel. 5. Protein Stuktur Banyak protein yang berperan sebagai filamen, kabel, atau lembaran penyanggah untuk memberikan struktur biologi, kekuatan atau proteksi. Komponen utama dari urat dan tulang rawan adalah protein serabut kolagen yang mempunyai daya tegang yang amat tinggi. Hampir semua komponen kulit adalah kolagen murni. 6. Protein Pertahanan Banyak protein yang mempertahankan organisme dalam melawan serangan oleh spesies lain atau melindungi organisme tersebut dari luka. Imunoklobulin atau antibodi pada vertebrata adalah protein khusus yang dibuat oleh limposit 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 tumb uhan beracun seperti risin.
7. Protein Pengatur Beberapa protein membantu mengatur aktivitas seluler atau fisiologi. Diantara 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 Ca++ dan fosfat juga. Represor mengatur biosintesa enzim oleh sel bakteri E. Penggolongan Protein
Ditinjau dari strukturnya protein dapat dibagi dalam dua golongan besar, yaitu golongan protein sederhana dan protein gabungan. Yang Yan g dimaksud dengan protein sederhana ialah protein yang hanya tediri atas molekul-molekul asam amino, sedangkan protein gabungan ialah protein yang terdiri atas protein dan gugus bukan protein. Gugus ini disebut gugus prostetik dan terdiri atas karbohidrat, lipid, atau asam nukleat. Protein sederhana dapat dibagi dalam dua bagian menurut bentuk molekulnya, yaitu protein fiber dan protein globular. Protein fiber mempunyai bentuk molekul moleku l panjang seperti serat atau serabut. Molekul ini terdiri atas beberapa rantai polipeptida yang memanjang dan dihubungkan satu dengan yang lain oleh beberapa ikatan silang hingga merupakan bentuk serat atau serabut yang stabil. Sedangkan protein globular mempunyai bentuk molekul bulat atau elips dan terdiri atas rantai polipeptida yang berlipat. Pada umumnya gugus R polar terletak disebelah luar rantau polpeptida, sedangkan gugus R yang hidrofob terletak disebelah dalam molekul protein.
1. Berdasarkan Kelarutannya a. Albumin Larut di air, garam encer, terdapat pada putih telur (albumin telur), susu (laktalbumin), darah (albumin darah) b. Globulin Larut dalam garam netral, tidak larut dalam air, terkoagulasi oleh panas, mengendap pada larutan garam konsentrasi tinggi (salting out). Dalam tubuh terdapat sebagai zat z at antibodi dan fibrinogen. 1) Pada susu terdapat dalam bentuk laktoglobulin 2) Pada telur terdapat dalam bentuk ovoglobulin 3) Pada daging terdapat dalam bentuk miosin, aktin
c. Prolamin Tidak larut dalam air, larut dalam etanol 50 -90%. Banyak mengandung prolin dan asam glutamat, banyak terdapat pada serealia, misalnya : zein pada jagung, gliadin pada gandum dan kordein pada barley d. Glutelin Protein yang larut dalam asam, basa encer, tidak larut dalam pelarut netral (mis : air, garam encer, alkohol), misalnya : glutein pada gandum, oryzenin pada beras. 2. Berdasarkan bentuknya a. Protein globular Pada protein globular, rantai polipeptida melipat secara rapat dan biasanya larut dalam media cair. b. Protein serabut Pada keratin, protein serabut dari rambut, rantai poli peptida disusun sepanjang satu sumbu dan tidak larut didalam air. F. Sintesis
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. Protein digabungkan dari asam amino menggunakan informasi dalam gen. Setiap protein memiliki urutan asam amino unik yang ditetapkan oleh nukleotida. Dengan kode genetika maka kumpulan tiga set nukleotida yang disebut kodon dan setiap kombinasi tiga nukleotida membentuk asam amino, misalnya AUG (adenine – urasil – guanin) adalah kode untuk methionine.
Karena DNA berisi empat nukleotida, total jumlah kemungkinan kodon adalah 64. Oleh karena itu, ada beberapa kelebihan dalam kode genetik, dan beberapa asam amino dapat ditentukan oleh lebih dari satu codon. Kode gen DNA yang pertama di transkripsi menjadi pra – messenger RNA (mRNA) oleh enzim seperti RNA polymerase. Sebagian besar organisme maka proses pra-mRNA (juga dikenal sebagai dasar transkrip) menggunakan berbagai bentuk pasca transcriptional modifikasi untuk membentuk mRNA matang, yang kemudian digunakan sebagai template untuk sintesis protein oleh ribosome. Dalam prokariotik mRNA yang dibuat bisa digunakan segera, atau diikat oleh ribosome setelah dipindahkan dari inti sel. Sebaliknya, eukariotik membuat mRNA di inti sel dan kemudian memindahkan ke sitoplasma, dimana sintesis protein yang kemudian terjadi. Laju sintesis protein yang lebih tinggi dapat terjadi di prokaryotes maupun eukariotik yang dapat mencapai hingga 20 asam amino per detik. Proses yang sintesis protein dari mRNA template dikenal sebagai translasi/terjemahan. mRNA yang diambil ke ribosome kemudian membaca tiga nukleotida dan mencocokan kodon dengan pasangan antikodonnya yang terletak pada RNA transfer yang membawa asam amino sesuai dengan kode kodon. Enzim aminoacyl tRNA synthetase menyusun molekul tRNA dengan asam amino yang benar. Polipeptida berkembang yang sering disebut rantai peptida. Protein selalu dibiosintesiskan dari N-terminal ke C-terminal. Ukuran panjang sintesis protein dapat diukur dengan melihat jumlah asam amino yang berisi dengan total massa molekul, yang biasanya dilaporkan dalam unit daltons (identik dengan unit massa atom), atau turunan unit kilodalton (kDa). Yeast protein rata-rata panjangnya adalah 466 asam amino dan 53 kDa di massa. Protein terbesar adalah titins, komponen dari otot sarkomer, dengan massa molekular hampir 3.000 kDa, dan total panjang hampir 27.000 asam amino. G. 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: 1. Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein -Keratin)
2. 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 sehingga menimbulkan odem.Simptom yang lain dapat dikenali adalah: a. Hipotonus b. Gangguan pertumbuhan c. Hati lemak 3. Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.
BAB III KESIMPULAN 1. Protein memiliki adalah suatu polipeptida yang mempunyai bobot molekul yang bervariasi, dari 5000 hingga lebih dari satu juta. Disamping berat molekul yang berbedaberbeda beda, protein mempunyai sifat yang berrbeda-beda pula. Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat). Dan sintesis protein digabungkan dari asam amino menggunakan informasi dalam gen. Setiap protein memiliki urutan asam amino unik yang ditetapkan oleh nukleotida. 2. Protein merupakan makromolekul yang paling melimpah dalam sel. 3. Protein terdiri dari rantai polipeptida panjang, yang disusun oleh 100-1000 unit asam amino yang disatukan oleh ikatan peptide. 4. Protein sederhana hanya menghasilkan asam amino dengan hidrolisis. 5. Sel mengandung ratusan atau ribuan jenis protein, fungsi atau aktivitas biologi yang berbeda. 6. Deret asam amino pada rantai polipeptida dapat ditentukan dengan memecah protein menjadi potongan kecil. 7. Struktur protein dibedakan menjadi 4, yaitu primer, sekunder, tertier dan kuartener. 8. Denaturasi dapat merubah sifat fisik protein.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Protein adalah sekelompok senyawa organik yang nyaris keseluruhannya terdiri atas karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Protein biasanya suatu polimer yang tersusun atas banyak subunit (monomer) yang dikenal sebagai asam amino. Asam amino yang biasanya ditemukan dalam protein menunjukkan struktur sebagai berikut (Fried dan Hademenos, 2006). Gambar : Struktur asam amino Protein merupakan makromolekul yang paling melimpah di dalam sel dan menyusun lebih dari setengah berat kering pada semua organisme. Sebagai makro molekul, protein merupakan senyawa organik yang mempunyai berat molekul tinggi dan berkisar antara beberapa ribu sampai jutaan dan tersusun dari C, H, O dan N serta unsur lainnya seperti S yang membentuk asam-asam amino. Semua protein pada semua makhluk, dibangun oleh oleh susunan dasar yang sama, yaitu 20 macam asam amino baku yang molekulnya sendiri tidak mempunyai aktivitas biologis sedang protein sebagai enzim dan hormon mempunyai fungsi khusus. Disamping itu protein dapat berfungsi sebagai pembangun struktur, sumber energi, penyangga racun, pengatur pH dan bahkan sebagai pembawa sifat turunan dari generasi ke generasi (Patong, dkk., 2012). Melalui reaksi hidrolisis protein telah didapatkan 20 macam asam amino yang dibagi berdasarkan gugus R-nya, berikut dijabarkan penggolongan tersebut : asam amino non-polar dengan gugus R yang hidrofobik, antara lain Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin, Prolin, Fenilalanin, Triptofan dan Metionin. Golongan kedua yaitu asam amino polar tanpa muatan pada gugus R yang beranggotakan Lisin, Serin, Treonin, Sistein, Tirosin, Asparagin dan Glutamin. Golongan ketiga yaitu asam amino yang bermuatan positif pada gugus R dan golongan keempat
yaitu asam amino yang bermuatan negatif pada gugus R. Dari ke-20 asam amino yang ada, dijumpai delapan macam asam amino esensial yaitu valin, leusin, Isoleusin, metionin, Fenilalanin, Triptofan, Treonin, dan Lisin. Asam amino essensial ini tidak bisa disintesis sendiri oleh tubuh manusia sehingga harus didapatkan dari luar seperti makanan dan zat nutrisi lainnya (Samadi, 2012). Pembagian tingkat organisasi struktur protein ada empat kelas yakni struktur primer, struktur sekunder, dan struktur tersier. Sedangkan klasifikasi protein dibagi berdasarkan sifat biologisnya, berdasarkan sifat kelarutannya dan gugus prostetiknya (Katili, 2009). Pada struktur primer ini ikatan antar asam amino hanya ikatan peptida (ikatan kovalen). Struktur ini dapat digambarkan sebagai rumus bangun yang biasa ditulis untuk senyawa organik. Pada ikatan ini tidak terdapat ikatan atau kekuatan lain yang menghubungkan asam amino dengan satu dan lainnya. Pada struktrur sekunder dimana rantai asam amino bukan hanya dihubungkan oleh ikatan peptida tetapi juga diperkuat oleh ikatan hidrogen. Karena ikatan peptida adalah planar maka dalam satu molekul protein dapat berotasi hanya C-N dan C-C terhadap sumbu (struktur primer), sehingga memungkinkan suatu protein yang disebut -heliks. Struktur tersier terbentuk karena terjadinya pelipatan (folding) rantai -heliks, konformasi , maupun gulungan rambang suatu polipeptida, membentuk protein globular, yang struktur tiga dimensinya lebih rumit daripada protein serabut. Struktur kuartener terbentuk dari beberapa bentuk tersier dan bisa terdiri dari promoter yang sama atau yang berlainan. Agregasi dari banyak polipeptida dapat membentuk sebuah protein tunggal yang fungsional (Patong, dkk., 2012). Fungsi protein ditentukan oleh konformasinya, atau pola lipatan tiga dimensinya, yang merupakan pola dari rantai polipeptida. Beberapa protein seperti keratin rambut dan bulu, berupa
serabut, dan tersusun membentuk struktur linear atau struktur seperti lembaran dengan pola lipatan berulang yang teratur. Protein lainnya, seperti kebanyakan enzim, terlipat membentuk konformasi globular yang padat dan hampir menyerupai bentuk bola. Konformasi akhir bergantung pada berbagai macam interaksi yang terjadi (Kuchel dan Ralston, 2006). Dalam ilmu Kimia, pencampuran atau penambahan suatu senyawa dengan senyawa yang lain dikatakan bereaksi bila menunjukkan adanya tanda terjadinya reaksi, yaitu: adanya perubahan warna, timbul gas, bau, perubahan suhu, dan adanya endapan. Pencampuran yang tidak disertai dengan tanda demikian, dikatakan tidak terjadi reaksi kimia. Ada beberapa reaksi khas dari protein yang menunjukkan efek/tanda terjadinya reaksi kimia, yang berbeda-beda antara pereaksi yang satu dengan pereaksi yang lainnya. Semisal reaksi uji protein (albumin) dengan Biuret test yang menunjukkan perubahan warna, belum tentu sama dengan pereaksi uji lainnya (Ariwulan, 2011). Uji protein dengan metode identifikasi protein secara kualitatif dapat menggunakan prinsif (Khoiriah, 2012) :
Uji Biuret : pembentukan senyawa kompleks koordinat yang berwarna yang dibentuk oleh Cu²++ dengan gugus – CO CO dan – NH pada ikatan peptida dalam larutan suasana basa.
Pengendapan dengan logam : pembentukan senyawa tak larut antara protein dan logam berat.
Pengendapan dengan garam : pembentukan senyawa tak larut antara protein dan ammonium sulfat.
Pengendapan dengan alkohol : pembentukan senyawa tak larut antara protein dan alkohol.
Uji koagulasi : perubahan bentuk yang ireversibel dari protein akibat dari pengaruh pemanasan.
Denaturasi protein : perubahan pada suatu protein akibat dari kondisi lingkungan yang sangat ekstrim.
Berbagai protein globular mempunyai daya kelarutan yang berbeda dalam air. Variabel yang mempengaruhi kelarutan ini adalah pH, kekuatan ion, sifat dielektrik pelarut, dan temperatur. Pemusahan protein dari campuran dengan pengaturan pH didasarkan pada harga pH isoelektrik yang berbeda-beda untuk tiap macam protein. Pada umumnya molekul protein mempunyai daya kelarutan minimum pada pH isoelektriknya. Pada pH isoelektriknya beberapa protein akan mengendap dari larutan, sehingga dengan cara pengaturan pH larutan, masingmasing protein dalam campuran dapat dipisahkan satu dari yang lainnya dengan teknik yang disebut pengendapan isoelektrik (Patong, dkk., 2012). Protein yang tercampur oleh senyawa logam berat akan terdenaturasi. Hal ini terjadi pada albumin yang terkoagulasi setelah ditambahkan AgNO3 dan (CH3COO)2Pb. Senyawa-senyawa logam tersebut akan memutuskan jembatan garam dan berikatan dengan protein membentuk endapan logam proteinat. Protein juga mengendap bila terdapat garam-garam anorganik dengan konsentrasi yang tinggi dalam larutan protein. Berbeda dengan logam berat, garam-garam anorganik mengendapkan protein karena kemampuan ion garam terhidrasi sehingga berkompetisi dengan protein untuk mengikat air. Pada percobaan, endapan yang direaksikan dengan pereaksi millon memberikan warna merah muda, dan filtrat yang direaksikan dengan biuret berwarna biru muda. Hal ini berarti ada sebagian protein yang mengendap setelah ditambahkan garam (Sri, 2012). Denaturasi adalah proses yang mengubah struktur molekul tanpa memutuskan ikatan kovalen. Proses ini bersifat khusus untuk protein dan mempengaruhi protein yang berlainan dan sampai yang tingkat berbeda pula. Denaturasi dapat terjadi oleh berbagai penyebab yang paling penting adalah bahan, pH, garam, dan pengaruh permukaan. Denaturasi biasanya dibarengi oleh ol eh
hilangnya aktivitas biologi dan perubahan yang berarti pada beberapa sifat fisika dan fungsi seperti kelarutan (Deman,1989). Sebagian besar protein dapat diendapkan dari larutan air dengan penambahan asam tertentu seperti, asam trikloroasetat dan asam perklorat. Penambahan asam ini menyebabkan terbentuknya garam protein yang tidak larut. Zat pengendapan lainnya adalah tungstat, fosfotungstat dan metanofosfat. Protein juga diendapkan dengan kation tertentu seperti Zn2+ dan Pb2+
(Patong, dkk., 2012).
DAFTAR PUSTAKA
Ariwulan, R.R. Dyah Roro, 2011, Uji Reaksi Protein (online), (http://pustakabiolog. (http://pustakabiolog. wordpress.com), wordpress.com), diakses pada tanggal 21 Oktober 2013 pukul 20.15 WITA. Deman, M. John, 1997, Kimia Makanan, Institut Teknologi Bandung , Bandung. Fried, G. H. dan Hademenos, G. J., 2006, Schaum’s Outlines Biologi Edisi Kedua Edisi Kedua, Penerbit Eralangga, Jakarta. Katili, A. S., 2009, Struktur dan Fungsi Protein Kolagen (online), (http://ejurnal.ung.ac.id/index.php/JPI/article/view/587),, Jurnal Penelitian, Vol : 2 ( 5), Hal : 19(http://ejurnal.ung.ac.id/index.php/JPI/article/view/587) 29, Universitas Negeri Gorontalo, Gorontalo. Khoiriah, N., 2012, Uji Reaksi Protein (online), (http://nissakhoiriah.blogspot.com) (http://nissakhoiriah.blogspot.com),, diakses pada tanggal 21 Oktober 2013 pukul 20.17 WITA. Kuchel, P. dan Ralston G. B., 2006, Biokimia Schaum’s Easy Outlines, Penerbit Erlangga, Jakarta. Patong, A.R., dkk., 2012, Biokimia Dasar , Lembah Harapan Press, Makassar. Samadi, 2012, Konsep Ideal Protein (Asam Amino) Fokus pada Ternak Ayam Pedaging (online), (http://jurnal.unsyiah.ac.id/agripet/article/view/202),, Jurnal Penelitian, Vol: 12 (2), Hal : 42-48, (http://jurnal.unsyiah.ac.id/agripet/article/view/202) Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh. Sri, 2012, Praktikum Reaksi Uji Protein (online), (http://ruanglingkupgurukimia. blogspot.com), diakses pada tanggal 21 Oktober 2013 pukul 20.21 WITA.
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Assalamualaikum Warahmatullahi Warahmatullahi Wabarakatuh Wabarakatuh Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelasaikan makalah ini, Salam dan shalawat tak lupa pula kita kirimkan kepada Nabiullah Muhammad SAW. Di dalam makalah ini dijumpai banyak kesalahan, untuk itu kami mengharapkan kepada teman-teman untuk memberikan saran yang konstruktif untuk memperbaikinya., Akhirnya Akhirnya penulis berharap berharap semoga dengan hadirnya hadirnya makalah ini dapat memberikan manfaat dan menjadi pengetahuan yang baru untuk menjadi lebih baik. Amin Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Makassar, Oktober 2011
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Istilah protein berasaldari kata Yunaniproteos yang berarti yang utama atau yang didahulukan. Kata ini diperkenalkan oleh seorang ahli kimia Belanda, Gerardus Mulder (1802-1880) karena ia berpendapat bahwa protein adalah zat yang paling penting dalam setiap organisme.
Protein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian yang terbesar tubuh sesudah air. Seperliama bagian tubuh adalah protein separuhnya ada didalam otot, seperlima didalam tulang dan tulang rawan, sepersepuluh didalam kulit, dan selebihnya didalam jaringan lain dan cairan tubuh. Semua enzim, berbagai hormon, pengangkut zat-zat gizi dan darah, matriks intraseluler dan sebagainya adalah protein. Disamping itu asam amino yang membentuk protein bertindak sebagai precursor sebagian besar koenzim, hormon, asam nikleat, dan molekul-molekul yang esensial untuk kehidupan.
Protein mempunyai fungsi khas yang tidak dapat digantikan oleh zat gizi lain yaitu membangun serta memelihara sel-sel dan jaringan tubuh. Kita memperoleh protein dari makanan yang bersal dari hewan atau tumbuhan. Protein yang berasal dari hewan disebut protein hewani sedangkan yang berasal dari tumbuhan disebut nabati. Beberapa makanan sumber protein ialah daging, telur, susu, ikan, beras, kacang, kedelai, kedelai, gandum, jagung, buah-buahan.
B. Tujuan
Dapat mengetahui pengertian dari protein, komposisi protein, fungsi protein, jenis-jenis jenis-jenis protein, bagaimana struktur dari protein, dan mengetahui mengetahui hal-hal yang terjadi apabila kekurangan protein .
C. Rumusan Masalah
1) Apakah yang dimaksud dengan protein beserta komposisinya? 2) Sebutkan jenis-jenis protein! 3) Sebutkan fungsi dari protein! 4) Bagaimana struktur dari protein? 5) Sebutkan makanan yang yang menghasilkan protein! 6) Sebutkan hal-hal yang terjadi apabila kekurangan protein!
BAB II PEMBAHASAN
A. Pengertian dan komposisi Protein
Protein adalah zat makanan yang mengandung unsur karbon, hidrogen, oksigen, oksigen, dan nitrogen. nitrogen. Molekul-molekul protein dapat pula mengandung unsur
fosfor, belerang dan sedikit besi, serta tembaga. Protein memegang penting dalam makhluk hidup, yaitu dalam struktur, fungsi, reproduksi dan merupakan salah satu bahan makanan yang sangat penting.
B. Jenis-jenis protein
Klasifikasi protein dapat dilakukan berdasarkan dengan berbagai cara:
Berdasarkan komponen-komponen yang menyusun protein
a) Protein bersahaja (Simple protein) Hasil hidrolisa total protein jenis ini merupakan campuran yang hanya terdiri atas asam-asam amino.
b) Protein kompleks (Complex protein) Hasil hidrolisa total dari protein jenis ini selain terdiri, atas berbagai jenis asam amino, juga terdapat komponen lain, misalnya unsur logam, gugusan fosfat (contoh hemoglobin, lipoprotein, glikoprotein).
c) Protein derivat (Protein derivative) Ini merupakan ikatan antara (intermediate product) sebagai hasil hidrolisa parsial dari protein native, misalnya albumosa, peptone.
Berdasarkan sumbernya protein diklasifikasikan diklasifikasi kan sebagai:
a) Protein Hewani yaitu protein dalam bahan makanan yang berasal dari binatang, seperti protein dari daging, protein susu.
b) Protein Nabati yaitu yang yang berasal dari makanan tumbuhan, seperti protein dari jagung (zein), dari terigu.
Klasifikasi protein dapat pula dilakukan berdasarkan fungsi fisiologiknya, berhubungan dengan daya dukungnya bagi pertumbuhan badan dan bagi pemeliharaan jaringan:
a) Protein sempurna, bila protein ini sanggup mendukung pertumbuhan badan dan pemeliharaan jaringan. b) Protein tidak setengah sempuna, bila sanggup mendukung pemeliharaan jaringan, jaringan, tetapi tidak tidak dapat dapat mendukung mendukung pertumbuhan pertumbuhan badan. badan. c) Protein tidak sempuna, bila sama sekali tidak sanggup menyokong pertumbuhan badan maupun pemeliharaan jaringan.
C. Fungsi protein
1. Sumber energi atau bahan bakar tubuh 2. Sebagai zat pembangun dalam pertumbuhan 3. Berperan dalam sintesis zat-zat penting tubuh, seperti hormon dan enzim 4. Perbaikan dan pemeliharaan jaringan tubuh.
Kebanyakan protein merupakan enzim merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sendi sitoskeleton. Protein sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu
sumber gizi, gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).
Sebelum diserap oleh tubuh, protein harus diubah terlebih dahulu menjadi asam amino. Dalam molekul protein, asam amino saling berhubungan dengan suatu ikatan yang disebut dengan ikatan peptida. Suatu molekul protein dapat tersusun atas ratusan asam amino.
Asam amino amino terbagi atas dua macam, yaitu: yaitu:
1. Asam amino esensial adalah ada lah asam amino ami no yang tidak tida k dapat disintesis dis intesis atau dibentuk dalam tubuh. Asam amino esensial diperoleh melalui makanan. 2. Asam amino nonesensial adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh.
Struktur tersier protein. Protein ini memiliki banyak struktur sekunder betasheet dan dan alpha-helix yang yang sangat pendek. Model dibuat dengan menggunakan
koordinat dari Bank Data Protein (nomor 1EDH).
D. STRUKTUR PROTEIN
Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat):
Struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). (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 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:
a.
(α -helix alpha helix ( -helix , "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral;
b.
beta-sheet ( β-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);
c.
β-turn, "lekukan-beta"); dan beta-turn, ( β-turn
d.
gamma-turn, (γ -turn -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 enzimRubisco dan insulin. dan insulin.
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 atletatlet.
E. Metabolisme Protein
Jalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas: 1. Produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati.
2. Pengambilan nitrogen dari asam amino. 3. Katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. 4. Sintesis protein dari asam-asam amino.
F. BAHAN MAKAN SUMBER PROTEIN
Nama Bahan Makanan
Kadar Protein (%)
Daging ayam
18,2
Daging sapi
18,8
Telur ayam
12,8
Susu sapi segar
3,2
Keju
22,8
Bandeng
20,0
Udang segar
21,0
Kerang
8,0
Beras tumbuk merah
7,9
Beras giling
6,8
Kacang hijau
22,2
Kedelai basah
30,2
Tepung terigu
8,9
Jagung kuning (butir)
7,9
Pisang ambon
1,2
Durian
2,5
G. HAL-HAL YANG TERJADI APABILA APABILA KEKURANGAN PROTEIN:
Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein -Keratin)
Yang paling buruk ada yang disebut dengan Kwasiorkor, Kwasiorkor, penyakit kekurangan protein. Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung namanya busung lapar, yang lapar, yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem. menimbulkan odem.Simptom Simptom yang lain dapat dikenali adalah:
a.
hipotonus
b.
gangguan pertumbuhan
c.
hati lemak
Kekurangan yang terus menerus menyebabkan
marasmus dan berakibat
kematian
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
unsur karbon, hidrogen, hidrogen, Protein merupakan zat makanan yang mengandung unsur karbon, oksigen, dan oksigen, dan nitrogen. nitrogen. Protein tersusun atas unsur fosfor, belerang dan sedikit besi, serta tembaga.
Jenis-jenis protein terbagi atas Protein bersahaja (simple protein)Protein
kompleks (Complex protein) dan Protein derivat (Protein derivative) Fungsi dari protein yaitu :
a. Sumber energi atau bahan bakar tubuh b. Sebagai zat pembangun dalam pertumbuhan c. Berperan dalam sintesis zat-zat penting tubuh, seperti hormon dan enzim d. Perbaikan dan pemeliharaan jaringan tubuh
Struktur Protein terbagi menjadi struktur primer protein, struktur sekunder proten,
struktur tersier dan struktur kuartener Jalur metabolisme protein yaitu produksi asam amino, pengambilan nitrogen dari
asam amino, katabolisme asam amino dan Sintesis protein dari asam-asam amino Protein dapat berasal dari daging ayam, daging sapi, telur ayam, susu sapi
segar, keju, bandeng, udang segar, kerang, beras tumbuk merah, beras giling, kacang hijau, kedelai basah, tepung terigu, jagung kuning (butir), pisang ambon dan durian. Hal-hal yang terjadi jika seseorang kekurangan protein yaitu kerontokan,
kwasiorkor, maramus dan bisa terjadi kematian.
B. Saran
Agar
kiranya
dapat
memberikan memberikan
manfaat
bagi
teman-teman
yang
membacanya, serta menjadi motivasi atau pengetahuan yang baru. dalam menjalankan kehidupan yang lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA ”, Universitas Muslim Indonesia, Anonim, 2011. “Penuntun Praktikum Kimia Organik ”, Makassar.
Poetdjiadi Anna, Supriyanti Titin F.M. 2009, “DASAR -DASAR BIOKIMIA” , Universitas Indonesia, Jakarta. Riandi Umar, Mawardi Agus, Firmansyah Rikky, 2009, “Mudah dan Aktif Belajar Biologi” , Pusat Perbukuanan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. Sediaoetama Djaeni Achmad, 2010, “ILMU GIZI UNTUK MAHASISWA DAN PROFESI Jilid I” , Dian Rakyat, Jakarta. http://id.wikipedia.org/wiki/Protein http://www.docstoc.com/docs/42250851/makalah-protein
