Pengertian Protein Protein merupakan zat yang sangat penting dibutuhkan oleh manusia karena protein
bukan hanya sekedar bahan struktural, seperti lemak dan karbohidrat. Protein merupakan kelompok dari makromolekul organik kompleks yang diantaranya terkandung hidrogen, okisgen, nitrogen, karbon, fosfor dan sulfur serta terdiri dari satu atau beberapa rantai dari asam amino. Pengertian protein dalam ilmu gizi adalah suatu kelompok makronutrisi berupa senyawa asam amino yang berfungsi sebagai zat pembangun dan pendorong metabolisme dalam tubuh. Zat ini tidak dapat dihasilkan sendiri oleh manusia kecuali lewat makanan seperti halnya makanan yang mengandung protein. Fungsi protein akan di jelaskan pada bagian bawah artikel. Protei Protein n merupak merupakan an salah salah satu satu dari dari biomole biomolekul kul raksas raksasa, a, selain selain dianta diantaran ranya ya polinu polinukle kleoti otida, da, polisakarida, lipid, dan yang merupakan penyusun utama dalam perkembangan makhluk hidup. Protein juga merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan pertama kali oleh Jöns Jakob erzelius pada erzelius pada tahun !"#".
Protein mempunyai fungsi sebagai$
!. %nzim
1
&. Protein 'ranspor$ (emoglobin dan )ioglobin #. Protein Pengatur$ (ormon *. Protein +ontraktil . Protein -truktural . Protein Pertahanan /. Protein 0utrien dan Penyimpan
Mekanisme umum kontraksi otot
'imbul dan berakhirnya kontraksi otot terjadi dalam urutan sebagai berikut $ !. Potensial aksi berjalan sepanjang sebuah saraf motorik sampai ujung serat saraf. &. -etiap ujung saraf menyekresi substansi neurotransmitter yaitu asetilkolin dalam jumlah sedikit. #. 1setilkolin bekerja untuk area setempat pada membrane serat otot guna membuka saluran asetilkolin melalui molekul2molekul protein dalam membrane serat otot. *. 'erbukanya saluran asetilkolin memungkinkan sejumlah besar ion natriummengalir kebagian dalam membrane serat otot pada titik terminal saraf. Peristiwa ini menimbulkan potensial aksi serat saraf. . Potensial aksi berjalan sepanjang membrane saraf oto t dengan cara yang sama seperti potensial aksi berjalan sepanjang membran saraf. . Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membran serat otot, berjalan dalam serat otot ketika potensial aksi menyebabkan reticulum sarkolema melepas sejumlah ion kalsium, yang disimpan dalam reticulum ke dalam myofibril. /. 3on kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filament aktin dan miosin yang menyebabkan bergerak bersama2sama menghasilkan kontraksi. ". -etelah kurang dari satu detik kalsium dipompakan kembali kedalam retikulum sarkoplasma
2
tempat ion2ion disimpan sampai potensial aksi otot yang baru lagi.
Mekanisme molekular kontraksi otot
Pada keadaan relaksasi ujung2ujung filamen aktin berasal dari dua lempeng saling tumpang tindih satu sama lainnya. Pada waktu yang bersamaan menjadi lebih dekat pada filament miosin, tumpang tindih satu sama lain secara meluas. 4empeng ini ditarik oleh filamen sampai ke ujung miosin. -elama kontraksi kuat, filamen aktin dapat ditarik bersama2sama, begitu eratnya sehingga ujung filamen miosin melekuk. +ontraksi otot terjadi karena mekanisme pergeseran filamen. +ekuatan mekanisme di bentuk oleh interaksi jembatan penyebrangan dari filamen miosin dengan filamin aktin. ila sebuah potensial aksi berjalan ke seluruh membran serat otot akan menyebabkan reticulum sarkoplasmik melepaskan ion kalsium dalam jumlah besar yang dengan cepat menembus myofibril.
Dasar molekular kontraksi
Proses yang menimbulkan pemendekan unsur kontraktil di dalam otot merupakan peluncuran filament 5serabut6benang halus7 tipis di atas filament tebal, karena otot memendek maka filamen tipis dari ujung sarkomer 5kontraktil dari myofibril7 saling mendekat,saat pendekatan filamen ini tumpang tindih. Peluncuran salama kontraksi otot dihasilkan oleh pemutusan dan pembentukan kembali hubungan antara aktin 5protein myofibril7 dan miosin 5protein globulin7 menghasilkan gerakan selama kontraksi cepat. -umber kontraksi cepat otot adalah 1'P, hidrolisis ikatan antara 3
gugusan fosfat. -enyawa ini berhubungan dengan pelepasan tenaga dalam jumlah besar sehingga ikatan ini dinamakan ikatan fosfat bertenaga tinggi. 8i dalam otot, hidrolisis 1'P ke 18P dilakukan oleh pretein kontraktil miosin. Proses depolarisasi serabut otot yang memulai kontraksi dinamakan perangkaian eksitasi kontraksi. Potensial aksi dihantarkan ke semua fibril di dalam serabut melalui pelepasan 9a&: dari sisterna terminalis. ;erakan ini membuka ikatan miosin hingga 1'P di pecah dan timbul kontraksi.
1'P sebagai sumber energi untuk kontraksi ila sebuah otot berkontraksi, timbul satu kerja yang memerlukan energy. -ejumlah 1'P di pecah membentuk 18P selama proses kontraksi. -elanjutnya semakin hebat kerja yang dilakukan semakin besar jumlah 1'P yang dipecahkan. Proses ini akan berlangsung terus2menerus sampai filamen aktin menarik membrane menyentuh ujung akhir filamen miosin atau sampai beban pada otot menjadi terlalu besar untuk terjadinya tarikan lebih lanjut.
Jenis kontraksi
+ontraksi otot melibatkan pemendekan unsure otot kontraktil. 'etapi karena otot mempunyai unsur elastis dan kental dalam rangkaian dengan mekanisme kontraktil, maka kontraksi timbul tanpa suatu penurunan yang layak dalam panjang keseluruhan otot. +ontraksi yang demikian disebut isometrik 5panjang ukuran sama7. +ontraksi melawan beban tetap dengan pendekatan ujung otot dinamakan isotonic 5tegangan sama7. +ontraksi otot yang kuat dan lama mengakibatkan kelelahan otot. -ebagian besar kelelahan akibat dari ketidakmampuan proses kontraksi dan metabolik serat otot untuk terus memberi hasil kerja yang sama dan akan menurun setelah akti
•
'iap berkas otot merupakan kumpulan banyak sekali serabut otot
•
-etiap serabut otot mengandung ribuan serabut silindris yang lebih kecil.
•
-erabut kecil itu tersusun atas protein kontraktil yang dinamakan miofibril.
•
)iofibril itu terdapat di sepanjang serabut otot.
•
8i dalam miofibril terdapat unit2unit kecil yang disebut miofilamen atau sarkomer.
•
-arkomer terdiri atas filamen aktin yang tipis dan filamen miosin yang tebal.
•
1ktin dan miosin ini merupakan protein kontraktil yang bisa berkontraksidan relaksasi 5kembali kesemula7 karena didukung dengan 1'P
•
-truktur miofibril adalah sebagai berikut$
+emampuan =tot !. +ontraktibilitas kemampuan memendek 6 mengkerut yang disebut kontraksi 5
&. %kstensibilitas kemampuan memanjang seperti semula yang disebut relaksasi #. %lastisitas kemampuan yang bisa berubah ubah sehingga kita sebut fleksibel •
+emapuan itu bisa ada pada otot karena otot itu tersusun atas )yofibril artinya otot kita tersusun atas serabut serabut yang seperti kolor tipis yang fleksible .
•
-erabut )yofibril itu tersusun atas Protein kontraktil yang berupa protein 1ktin dan )iosin yang bisa berubah rubah karena kemampuan kontraktilnya
•
isa membentuk 1ktomiosin sehingga membuat serabut memendek dan sebaliknya membentuk protein masing masing aktin dan miosin sehingga serabutnya memanjang lagi
•
Protein kontraktil aktin dan miosin yang menyusun myofibril itu bisa terjadi perubahan karena diotot banyak terdapat 1denosin 'ri Phosphat sebagai energi instan otot yang bisa dengan mudah teruarai sehingga menghasilkan energi
•
ketika terjadi Penguraian 1'P menjadi 18P dan menghasilkan energi enrgi itu digunakan untuk menyatukan protein otot aktin pada myofibril menyatu dengan protein miosin menjadi protein kontraktil tunggal aktomiosin seehingga )yofibril otot memendek sehingga otot berkontraksi , sebaliknya jika energi 1'P itu habis maka ikatan aktomiosin akan terurai lagi menjadi protein aktin dan miosin sehingga menjadi memanjang 5 relaksasi7
•
'entu 1'P terurai , protein aktomiosin terbentuk dan berkontraksi tidak begitu saja bisa terjadi serta merta pasti ada penggerak stimulator yang ada yaitu >angsang . rangsang dari reseptor itu dilanjutkan ke syaraf kemudia ke efektor yaitu otot
•
=tot bisa menerima rangsang karena terdapat senyawa asetil kolin yang peka terhadap rangsang
6
•
-enyawa asetilkolin ini jika ada rangsangan kerja akan terurai menjadi asetil dan kolin yang merangsang )iogen untuk menyatukan protein aktin dan )iosin menjadi 1ktomiosin =+
•
'erlihat di gambar pada otot lurik terdapat )yofibril yang terkesan gelap dan terang 2 lurik lurik makanya disebut otot lurik
•
'erlihat pada otot lurik antara filamen aktin dan filamen miosin penyusun myofibril terlihat kedudukan sejajar dimana filamen aktin terleihat lebih tipis dan miosinnya terlihat lebih tebal
•
'erlihat di gambar juga bagian yang gelap merupakan zona Z yang pasti terjadi tumpang tindih serabut aktin dan miosin yang kedudukannya sejajar
•
'erlhat di gambar terdapat bagian yang yang terang pada otot yang disebut zona ( yang hanya tersusun filamen miosin yang tidak tumpang tindih dengan aktin
Protein Kontraktil (contractile) Protein yang berperan dalam kontraksi otot yaitu Protein kontraktil seperti aktin dan myosin. anyak protein yang berperan sebagai filamen, kabel, lembaran penyanggah untuk memberikan struktur biologi atau kekuatan. )assa serat otot yang segar disusun /? dari air dan lebih dari &@? protein. 8ua protein utama otot adalah aktin dan miosin .
7
Aktin 5;2aktin7 monomerik 5globuler7 merupakan protein dengan ) *#.@@@ yang
menyusun &? berat protein otot. Pada kekuatan ion yang fisiologik dan dengan adanya magnesium, ;2aktin melakukan polimerisasi non ko
merupakan molekul heksamer asimetrik dengan berat molekul *@.@@@. )iosin mempunyai bagian fibrosa yang terdiri atas & buah heliks yang saling terpilin dan masing2masing heliks tersebut memiliki regio globuler yang terikat dengan salah satu ujung heliks. )olekul heksamer terdiri atas satu pasang rantai berat dan dua pasang rantai ringan. agaimana hidrolisis 1'P dapat menghasilkan gerakan yang makroskopikA +ontraksi otot terdiri atas pengikatan dan pelepasan secara siklus bagian region globuler myosin dengan filament F2aktin. 3nteraksi ini menyebabkan filament aktin dan miosin saling bergeser satu sama lain. %nergi dipasok oleh 1'P yang terhidrolisis. -iklus biokimiawi kontraksi otot terdiri atas tahap, seperti tampak pada gambar *, yaitu$ •
)iosin sendiri dapat menghidrolisis 1'P dan Pi, namun tidak dapat melepaskan produk hasil hidrolisis ini
•
)iosin yang mengandung 18P dan Pi dapat berputar bebas dengan sudut yang besar untuk menentukan lokasi dan mengikat F2aktin sehingga membentuk sudut sekitar B@@ dengan sumbu serabut otot.
•
3nteraksi di atas menggalakkan pelepasan 18P dan Pi dari kompleks aktin2miosin. +arena bentuk energy yang paling rendah untuk ikatan aktomiosin adalah *@, myosin mengubah sudutnya dengan menarik aktin 5!@2! nm7 kea rah pusat sarkomer.
•
)olekul 1'P yang baru akan terikat dengan kompleks miosin2F2aktin.
8
•
)iosin21'P punya afinitas yang jelek terhadap aktin sehingga kaput miosin 51'P7 dilepaskan dari F2aktin. 'ahap terakhir ini merupakan tahap relaksasi yaitu proses yang sangat bergantung pada pengikatan 1'P dengan kompleks aktin2miosin.
+%-3)PC410 •
Jadi jika =tot berkontraksi dipastikan zona Z menjadi bertambah panjang karena yang posisi aktin dan miosin menjadi aktomiosin menjadi semakin banyak sehingga semakin panjang dan zona ( nya semakin pendek karena miosin nya menyatu denga n aktin
9
