Protein merupakan senyawa makro-molekul yang terdiri atas sejumlah asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Atas dasar susunan asam amino serta ikatan-ikatan yang terjadi antara asam amino dalam satu molekul protein, dibedakan 4 macam struktur protein, yaitu : Struktur primer, Struktur sekunder, Struktur tersier, dan Struktur kuartener.

1. Struktur primerStruktur ini merupakan struktur yang paling sederhana, berupa suatu linear (rantai lurus) asam amino. Pembentukan ikatan peptide antara satu asam amino dengan asam amino yang lain mengakibatkan tiap asam amino kehilangan gugus amino dan karboksil akan berbeda diujung-ujung rantai polipeptida.

2. Struktur sekunderPada struktur sekunder, asam-asam amino yang menyusun protein dihubungkan oleh ikatan peptida dan ikatan hydrogen. Oleh karena itu rantai polipeptida yang terbentuk tidak berupa rantai lurus, melainkan berbentuk rantai terpilin (- helikx).3. Struktur tersierStruktur tersier merupakan yang lebih kompleks, karena adanya beberapa ikatan yang menghubungkan antara protein yang satu (struktur primer maupun sekunder) dengan protein yang lain. Ikatan-ikatan yang mungkin adalah : Ikatan hydrogen, Ikatan ionik (elektrostatik), Ikatan disulfide, Ikatan hidrofobik, dan Ikatan dipole atau ikatan hidrofolik.

4. Struktur kuartenerStruktur kuartener terbentuk dari beberapa unit molekul protein tersier, membentuk satu molekul protein. Ikatan yang ada sama dengan pada struktur tersier. Protein yang mempunyai struktur ini biasanya merupakan globular.

20 asam amino ditemukan dalam protein, baik yang bersifat netral, basa, atau asam. Asam amino basa mengandung lebih dari satu gugus amino basa, sedangkan asam amino asam mengandung lebih dari satu gugus karboksil. Dengan rumus umum yaitu :H N CH CO H R(Alanin, asparagin, sistein, glutamine, glisin, dll)Ada beberapa dasar yang digunakan dalam klasifikasi protein, anatara lain : Atas dasar bentuk molekulnya Atas dasar komposisi zat penyusun

1. Berdasarkan bentuk molekulnyaBerdasarkan bentuk molekulnya, protein dibedakan menjadi dua yaitu protein serabut (fibrous protein) dan protein globular. Protein serabut (= skleroprotein = albumoid = skrelin)Serat (fibrous) berbentuk panjang dan terikat bersama-sama sebagai fibril-fibril oleh ikatan hydrogen. Tidak larut dalam air, sehingga ketidak larutan ini mengakibatkan gaya antar molekul yang kuat. Contoh, keratin (rambut, kuku, bulu, tanduk), pada kalogen (jaringan penghubung), fibroin (sutera) dan miosin (otot).Protein serabut ini berbentuk serabut; tidak larut dalam pelarut encer, baik larutan garam, basa ataupun alkohol. Molekulnya terdiri atas rantai molekul yang panjang, sejajar dengan rantai utama, tidak membentuk kristal dan bila ditarik memanjang kembali kebentuk semula. Fungsi dari protein ini adalah membentuk struktur bahan dan jaringan. Protein globuralProtein globural berbentuk seperti bola, banyak terdapat pada bahan hewani (susu,daging, telur). Protein ini mudah larut dalam garam dan asam encer serta mudah berubah karena pengaruh suhu, konsentrasi garam, asam dan basa serta mudah mengalami denaturasi.

2. Berdasarkan atas komposisi zat penyusunnya dibedakan menjadi :o Protein sederhanao Protein majemuk (komplek)

a. Protein sederhanaPada hidrolisis protein sederhana hanya dihasilkan asam amino saja. Termasuk dalam kelompok misalnya :1. ProtaminProtein ini bersifat alkalis dan tidak mengalami koagulasi pada pemanasan.2. AlbuminProtein larut dalam air dan larutan garam encer, BM-nya relative rendah. Albumin terdapat dalam putih telur (albumin telur), susu (laktalbumin), darah (albumin darah) dan sayur-sayuran.3. GlobulinLarut dalam larutan garam netral, tetapi tidak larut dalam air. Terkoagulasi oleh panas dan akan mengendap pada larutan garam konsentrasi tinggi (salting out) dalam tubuh banyak terdapat sebagai zat antibodi dan fibrinogen. Pada susu terdapat dalam bentuk laktoglobulin, dalam telur ovoglobulin, dalam daging myosin dan acitin dan dalam kedele disebut glisilin atau secara umum dalam kacang-kacangan disebut legumin.4. GlutelinLarut dalam asam dan basa encer, tetapi tidak larut dalam pelarut netral. Contoh : gluten pada gandum dan oryzenin pada beras.5. ProlaninLarut dalam etanol 50-90% dan tidak larut dalam air. Protein ini banyak mengandung prolin dan asam glutamat serta banyak terdapat didalam serelia. Contohnya : zein pada jagung, gliadin pada gandum, dan kordein pada barley.

6. SkleroproteinTidak larut dalam air dan solvent netral dan tahan terdapat hidrolisis enzimatis. Protein ini berfungsi sebagai strukutr kerangka pelindung pada manusia dan hewan. Contoh kolagen, elastin, dan keratin.7. HistonMerupakan protein basa, karena banyak mengandung lisin dan arginin. Bersifat larut dalam air dan akan tergumpalkan oleh ammonia.8. GlobulinHampir sama dengan histon. Globulin kaya akan arginin, triptophan, histidin tapi tidak mengandung isoleusin terdapat dalam darah (hemoglobin).9. ProteinMerupakan protein yang sangat sederhana BM relative rendah (4000-8000), kaya akan arginin, larut dalam air dan terkoagulasi oleh panas dan bersifat basis.

b. Protein majemuk (Conjugated Protein)Protein majemuk terdiri atas bagian asam amino yang berikatan dengan bahan non protein misalnya lipid, asam nukleat, karbohidrat dan lain-lain. Posferoprotein : mengandung gugus asam folat yang terikat pada gugus hidriksil dari serin dan theroin. Banyak terdapat pada susu dan kuning telur. Lipoprotein : mengandung lipid asam lemak, listin. Sehingga mempunyai kapasitas sebagai zat pengemulsi yang baik, terdapat dalam telur, susu dan darah. Nukleoprotein : kombinasi antara asam nukleat dan protein. Misal : musin pada air liur, ovomusin pada telur, nukoid pada serum. Kromoprotein : kombinasi protein dengan gugus berfigmen yang biasanya mengandung unsur logam. Contoh : hemoglobin, myglobulin, chlorofil dan flavoprotein. Metaloprotein : merupakan komplek utama anatara protein dan logam seperti halnya kromatorprotein. Contoh : feritrin (mengandung Fe), coalbumin (mengandung CO dan Zn).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 mengkonsumsi 1 g protein pro kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan atlet-atlet

1. Asam Amino

Asam amino adalah molekul yang mengandung gugus amino (NH2) dan gugus karboksil (COOH). Asam amino disebut juga asam-amino yang merupakan monomer dari protein (polipeptida). Struktur umum asam amino ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1.Struktur umum asam amino.

Di dalam protein, asam-asam amino diikat bersama melalui ikatan peptida, yaitu ikatan CN hasil reaksi kondensasi antara gugus karboksil dengan gugus amino dari asam amino lain. Perhatikan reaksi kondensasi berikut.

Reaksi tersebut merupakan contoh dipeptida, yaitu molekul yang dibentuk melalui ikatan peptida dari dua asam amino. Suatu polipeptida (protein) adalah polimer yang dibentuk oleh sejumlah besar asam amino melalui ikatan peptida membentuk rantai polimer.

Penamaan dipeptida atau tripeptida disesusaikan dengan nama asam amino yang berikatan. Huruf akhir dari nama asam amino yang disatukan diganti dengan huruf l. Contoh, jika alanin dan glisin menjadi dipeptida, nama dipeptidanya adalah alanilglisin.

Terdapat 20 macam asam amino yang ditemukan pada protein. Setiap asam amino berbeda dalam hal gugus R, atau rantai samping. Rantai samping menentukan sifat-sifat asam amino.

Nama-nama asam amino lebih dikenal dengan nama trivial daripada nama sistematisnya (IUPAC) sebab lebih sederhana dan mudah diingat. Singkatan nama asam amino diambil tiga huruf dari nama asam amino. Sembilan dari asam amino bersifat nonpolar dan asam amino lainnya bersifat polar sehingga dapat terionisasi atau membentuk ikatan hidrogen dengan asam amino lain atau dengan air. Terdapat sepuluh macam asam amino esensial (asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh dan tidak dapat disintesis oleh tubuh, tetapi harus dikonsumsi dari makanan). Kesepuluh asam amino tersebut, yaitu valin, leusin, isoleusin, lisin, histidin, fenilalanin, triftofan, treonin, metionin, dan arginin (hanya diperlukan oleh anak-anak yang sedang tumbuh).

Tabel 1. Komposisi Unsur dalam Kuning Telur

UnsurCHNOS

Persentase (%)5055781519192402,5

2. Sifat Asam Amino

Hampir semua asam amino, kecuali glisin mempunyai atom karbon tidak simetris (kiral), yaitu atom karbon yang keempat valensinya mengikat atom atau gugus berbeda. Atom karbon tidak simetris dalam asam amino, yaitu atom karbon alfa yang mengikat empat macam gugus, seperti gugus karboksil, gugus amino, atom hidrogen, dan gugus R.

Gambar 2.Atom karbon kiral (keempat valensinya mengikat gugus berbeda).

Asam amino tidak simetris memiliki dua bentuk isomeri, di mana sifat fisika dan kimia mirip, kecuali kemampuan membedakan arah putar bidang polarisasi, disebut juga sebagai senyawa optis aktif. Senyawa yang memiliki isomeri optis dinamakan isomer optis atau stereoisomer.

Asam amino yang dapat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kiri, disebut isomeri levorotary (l) atau (), jika pemutaran bidang cahaya ke kanan dinamakan de trorotary (d) atau (+). Perhatikan Gambar 3.

Gambar 3.Alanin memiliki atom C kiral. Lalanin dan D-alanin pada cermin tampak sama, seperti tangan kiri dan tangan kanan yang berhadapan.

Oleh karena asam amino mengandung gugus amino dan gugus karboksil, semua asam amino akan memberikan reaksi positif dari kedua gugus ini. Keadaan ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi asam amino dalam protein.

3. Struktur dan Bentuk Protein

Struktur protein dapat dikelompokkan menjadi empat golongan, yaitu struktur primer, sekunder, tersier, dan kuarterner. Struktur primer adalah struktur linear dari rantai protein. Dalam struktur ini tidak terjadi antaraksi, baik dengan rantai protein yang lain maupun di antara asam amino dalam rantai protein itu sendiri.

Gambar 4.Struktur primer dari protein.

Struktur sekunder adalah struktur dua dimensi dari protein. Pada struktur ini terjadi lipatan (folding) beraturan, sepertiheliks dansheet, akibat adanya ikatan hidrogen di antara gugus-gugus polar dari asam amino dalam rantai protein.

Gambar 5.Struktur sekunder protein (a) Struktur-heliks dari protein (b) Struktur-sheet dari protein.

Struktur tersier merupakan struktur tiga dimensi sederhana dari rantai protein. Dalam struktur ini, selain terjadi folding membentuk strukturheliks dansheet, juga terjadi antaraksi van der Waals dan antaraksi gugus nonpolar yang mendorong terjadi lipatan.

Gambar 6.(a) Struktur tersier dari protein b) Struktur kuarterner dari protein hemoglobin dengan empat subunit (a1, a2, b1, b2)

Struktur tertinggi dari protein adalah struktur kuarterner. Dalam struktur ini, protein membentuk molekul kompleks, tidak terbatas hanya pada satu rantai protein, tetapi beberapa rantai protein bergabung membentuk seperti bola.

Jadi, pada struktur kuartener molekul protein di samping memiliki ikatan hidrogen, gaya van der Waals, dan antaraksi gugus nonpolar, juga terjadi antaraksi antar rantai protein baik melalui antaraksi polar, nonpolar, maupun van der Waals. Contoh dari struktur ini adalah molekul Hemoglobin, tersusun dari empat subunit rantai protein.

4. Sifat Fisika dan Kimia Protein [1]

Sifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantung pada jumlah dan jenis asam aminonya. Berat molekul protein sangat besar sehingga bila protein dilarutkan dalam air akan membentuk suatu dispersi koloidal. Molekul protein tidak dapat melalui membran semipermiabel, tetapi masing-masing dapat menimbulkan tegangan pada membran tersebut.UnsurPersentase (%)

Karbon 51,0 55

Hidrogen 6,5 7,3

Nitrogen 15,5 18

Oksigen 21,5 23,5

Sulfat 0,5 2,0

Phospat 0,0 1,5

Ada protein yang larut dalam air, dan ada pula yang tidak larut dalam air, tetapi semua protein tidak larut dalam pelarut lemak seperti etil eter. Bila dalam suatu larutan protein ditambahkan garam, maka daya larut protein akan berkurang, akibatnya protein mengendap. Prinsip ini digunakan untuk memisahkan protein dari larutannya.

Proses pemisahan protein seperti ini disebut salting out. Garam-garam logam berat dan asam-asam mineral kuat ternyata baik digunakan untuk mengendapkan protein. Prinsip ini dipakai untuk mengobati orang yang keracunan logam berat dengan memberi minum susu atau makan telur mentah kepada pasien.

Apabila protein dipanaskan atau ditambahkan alkohol, maka protein akan menggumpal. Hal ini disebabkan alkohol menarik mantel air yang melingkupi molekul-molekul protein. Selain itu penggumpalan juga dapat terjadi karena aktivitas enzim-enzim proteolitik.

Adanya gugus amino dan karboksil bebas pada ujung-ujung rantai molekul protein, menyebabkan protein mempunyai banyak muatan (polielektrolit) dan bersifat amfoter (dapat bereaksi dengan asam maupun dengan basa). Daya reaksi berbagai jenis protein terhadap asam dan basa tidak sama, tergantung dari jumlah dan letak gugus amino dan karboksil dalam molekul. Dalam larutan asam (pH rendah), gugus amino bereaksi sebagai basa, sehingga protein bermuatan positif. Bila pada kondisi ini dilakukan elektrolisis, maka molekul protein akan bergerak ke arah katode. Sebaliknya, dalam larutan basa (pH tinggi) molekul protein akan bereaksi sebagai asam atau bermuatan negatif, sehingga molekul protein akan bergerak menuju anode. Pada pH tertentu yang disebut titik isolistrik (pI), muatan gugus amino, dan karboksil bebas akan saling menetralkan sehingga molekul bermuatan nol. Tiap jenis protein mempunyai titik isolistrik yang berlainan. Perbedaan inilah yang dijadikan pedoman dalam proses-proses pemisahan serta pemurnian protein.

PENYUSUN PROTEINProtein tersusun dari peptida-peptida sehingga membentuk suatu polimer yang disebut polipeptida. Setiap monomernya tersusun atas suatu asam amino. Asam amino adalah molekul organik yang memiliki gugus karboksil dan gugus amino yang mana pada bagian pusat asam amino terdapat suatu atom karbon asimetrik (Gambar 1). Pada keempat pasangannya yang berbeda itu adalah gugus amino, gugus karboksil, atom hidrogen, dan berbagai gugus yang disimbolkan dengan huruf R. Gugus R disebut juga sebagai Rantai samping yang berbeda dengan gugus amino. (Campbell et al., 2009).

http://sule-gratis.blogspot.com/2013/01/pengertian-struktur-dan-fungsi-protein.htmlhttp://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/10/pengertian-protein-contoh-struktur-sifat-jenis-fungsi.htmlhttp://andresjiala.blogspot.com/2013/05/makalah-kimia-tentang-protein.htmlhttp://muhammadhasan811.wordpress.com/2012/03/23/makalah-biokimia-asam-amino-dan-protein/http://majalahkimia.blogspot.com/2012/01/struktur-protrein.htmlhttp://biosemti.blogspot.com/2013/11/asam-amino.htmlhttp://hernandhyhidayat.wordpress.com/asam-amino-komponen-penyusun-protein/