PROTEIN

Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang

merupakan polimer dari monomer-monomer 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.

Protein ini memainkan berbagai peranan dalam benda hidup dan

bertanggungjawab untuk fungsi dan ciri-ciri benda hidup. Keistimewaan lain dari

protein ini adalah strukturnya yang mengandung N (15,30-18%), C (52,40%), H

(6,90-7,30%), O (21-23,50%), S (0,8-2%), disamping C, H, O (seperti juga

karbohidrat dan lemak), dan S kadang-kadang P, Fe dan Cu (sebagai senyawa

kompleks dengan protein).

Protein sendiri ada bermacam-macam, tetapi sebenarnya disusun oleh bahan

dasar yang lebih kecil, yaitu asam amino. Sejumlah asam amino bergabung

menjadi satu rantai asam amino, itu namanya polipeptida. Polipeptida yang

menjadi bahan dasar membangun segala sesuatu dalam tubuh makhluk hidup

disebut protein.

Ada 20 macam asam amino, yaitu:

- Alanin

- Leusin

- Arginin

- Lisin

- Asparagin

- Metionin

- asam aspartat

- fenilalanin

- glutamin

- serin

- asam glutamat

- treonin

- glisin

- triptofan

- histidin

- tirosin

- sistein

- prolin

- isoleusin

- valin

Alanina (Ala, A) atau asam 2-aminopropanoat merupakan salah satu asam

amino bukan esensial. Bentuk yang umum di alam adalah L-alanin (S-alanin)

meskipun terdapat pula bentuk D-alanin (R-alanin) pada dinding sel bakteri dan

sejumlah antibiotika. L-alanin merupakan asam amino proteinogenik yang paling

banyak dipakai dalam protein setelah leusin (7,8% dari struktur primer dari 1.150

contoh protein).

Nama sistematik = Asam (S)-2-aminopropanoat

Rumus kimia = C3H7NO2

Leusina merupakan asam amino yang paling umum dijumpai pada protein. Ia

mutlak diperlukan dalam perkembangan anak-anak dan dalam kesetimbangan

nitrogen bagi orang dewasa. Ada dugaan bahwa leusina berperan dalam menjaga

perombakan dan pembentukan protein otot. Leusina tergolong asam amino

esensial bagi manusia.

Nama sistematik =Asam S-2-amino-4-metil-pentanoat

Rumus kimia = C6H13NO2.

Arginina memiliki kecenderungan basa yang cukup tinggi akibat eksesi dua

gugus amina pada gugus residunya. Asam amino ini tergolong setengah esensial

bagi manusia dan mamalia lainnya, tergantung pada tingkat perkembangan atau

kondisi kesehatan. Bagi anak-anak, asam amino ini esensial.

Nama sistematik =Asam S-2-amino-5-(diamino metilidenamino) pentanoat

Rumus kimia = C6H14N4O2

Lisina (bahasa Inggris lysine) merupakan asam amino penyusun protein yang

dalam pelarut air bersifat basa, seperti juga histidin.

Nama sistematik = Asam S-2,6-diaminoheksanoat

Rumus kimia = C6H14N2O2

Asparagina (bahasa Inggris: asparagine, Asn, Asx, N, B) adalah analog dari asam

aspartat dengan penggantian gugus karboksil oleh gugus karboksamid. Asparagina

bersifat netral (tidak bermuatan) dalam pelarut air. Asparagina merupakan asam

amino pertama yang berhasil diisolasi.

Nama sistematik = Asam 2S-2-amino-3-karbamoil – propanoat

Rumus kimia = C4H8N2O3

Glisina (Gly, G) atau asam aminoetanoat adalah asam amino alami paling

sederhana. Rumus kimianya C2H5NO2. Glisina merupakan satu-satunya asam

amino yang tidak memiliki isomer optik karena gugus residu yang terikat pada

atom karbon alpha adalah atom hidrogen sehingga terjadi simetri. Jadi, tidak ada

L-glisin atau D-glisin.

Nama sistematik = Asam 2-aminoetanoat

Rumus kimia = C2H5NO2

Valina adalah salah satu dari 20 asam amino penyusun protein yang dikode oleh

DNA. Dalam ilmu gizi, valina termasuk kelompok asam amino esensial.

Nama sistematik = Asam (S)-2-amino-3-metil-butanoat

Rumus kimia = C5H11NO2

Isoleusina adalah satu dari asam amino penyusun protein yang dikode oleh DNA.

Rumus kimianya sama dengan leusin tetapi susunan atom-atomnya berbeda. Ini

berakibat pada sifat yang berbeda. Isoleusina bersifat hidrofobik (tidak larut dalam

air) dan esensial bagi manusia.

Nama sistematik = Asam 2S,3S-2-amino-3-metilpentanoat

Rumus kimia = C6H13NO2

Serin merupakan asam amino penyusun protein yang umum ditemukan pada

protein hewan. Serin bukan merupakan asam amino esensial bagi manusia.

Namanya diambil dari bahasa Latin, sericum (berarti sutera) karena pertama kali

diisolasi dari protein serat sutera pada tahun 1865.

Nama sistematik = Asam S-2-amino-3-hidroksipropanoat

Rumus kimia = C3H7NO3

Treonina merupakan salah satu dari 20 asam amino penyusun protein. Bagi

manusia, treonina bersifat esensial. Secara struktural, treonina memiliki dua pusat

perputaran sehingga ada empat kemungkinan stereoisomer untuk treonina, atau dua

diastereomer bagi L-treonin. Meskipun demikian, nama L-treonin hanya dipakai

untuk satu enantiomer: asam (2S,3R)-2-amino-3-hidroksibutanoat. Diastereomer

kedua, (2S,3S), yang jarang muncul di alam, dinamakan L-allo-treonin.

Nama sistematik = Asam (2S,3R)-2-amino-3-hidroksibutanoat

Rumus kimia = C4H9NO3

Asam aspartat (atau sering disebut aspartat saja, karena terionisasi di dalam sel),

merupakan satu dari 20 asam amino penyusun protein. Asparagin merupakan asam

amino analognya karena terbentuk melalui aminasi aspartat pada satu gugus

hidroksilnya.

Nama sistematik = Asam 2S-2-amin

Rumus kimia = C4H7NO4obutandioat

Asam glutamat termasuk asam amino yang bermuatan (polar) bersama-sama

dengan asam aspartat. Ini terlihat dari titik isoelektriknya yang rendah, yang

menandakan ia sangat mudah menangkap elektron (bersifat asam menurut Lewis).

Nama sistematik = Asam 2S-2-aminopentandioat

Rumus kimia = C5H9NO4

Glutamina adalah satu dari 20 asam amino yang memiliki kode pada kode genetik

standar. Rantai sampingnya adalah suatu amida. Glutamina dibuat dengan

mengganti rantai samping hidroksil asam glutamat dengan gugus fungsional

amina.

Nama sistematik = Asam 2S-2-amino-4-karbamoil- butanoat

Rumus kimia = C5H10N2O33

Histidina merupakan satu dari 20 asam amino dasar yang ada dalam protein.

Rantai samping imidazol dan nilai pKa yang relatif netral (yaitu 6,0) berarti bahwa

perubahan sedikit saja pada pH sel akan mengubah muatannya. Sifat ini

menjadikan histidina sering menjadi bagian dari gugus katalitik pada enzim

maupun ligan koordinasi pada metaloprotein.

Nama sistematik = Asam S-2-amino-3- (3H-imidazol-4-il) propanoat

Rumus kimia = C6H9N3O2

Sisteina merupakan asam amino bukan esensial bagi manusia yang memiliki atom

S, bersama-sama dengan metionina. Atom S ini terdapat pada gugus tiol (dikenal

juga sebagai sulfhidril atau merkaptan). Sisteina dan metionina pada protein juga

berperan dalam menentukan konformasi protein karena adanya ikatan hidrogen

pada gugus tiol.

Nama sistematik = Asam (R)-2-amino-3-sulfanil- propanoat

Rumus kimia = C3H7NO2S1

Metionina, bersama-sama dengan sisteina, adalah asam amino yang memiliki

atom S. Asam amino ini penting dalam sintesis protein (dalam proses transkripsi,

yang menerjemahkan urutan basa nitrogen di DNA untuk membentuk RNA)

karena kode untuk metionina sama dengan kode awal (start) untuk suatu rangkaian

RNA.

Nama sistematik = Asam S-2-amino-4- (metilsulfanil)-butanoat

Rumus kimia = C5H11NO2S

Prolina merupakan satu-satunya asam amino dasar yang memiliki dua gugus

samping yang terikat satu-sama lain (gugus amino melepaskan satu atom H untuk

berikatan dengan gugus sisa). Akibat strukturnya ini, prolina hanya memiliki gugus

amina sekunder (-NH-). Beberapa pihak menganggap prolina bukanlah asam

amino karena tidak memiliki gugus amina namun imina namun pendapat ini tidak

tepat.

Nama sistematik = Asam S-pirolidin- 2-karboksilat

Rumus kimia = C5H9NO2

Fenilalanina (bahasa Inggris: Phenylalanine, Phe, F) Fenilalanina bersama-sama

dengan taurin dan triptofan merupakan senyawa yang berfungsi sebagai penghantar

atau penyampai pesan pada sistem saraf otak.

Nama sistematik = Asam 2-amino-3-fenil-propanoat

Rumus kimia = C9H11NO2

Tirosina (bahasa Yunani: tyros, berarti keju, karena ditemukan pertama kali dari

keju) (bahasa Inggris: tyrosine, Tyr, Y) merupakan satu dari 20 asam amino

penyusun protein. Ia memiliki satu gugus fenol (fenil dengan satu tambahan gugus

hidroksil). Bentuk yang umum adalah L-tirosina (S-tirosina), yang juga ditemukan

dalam tiga isomer struktur: para, meta, dan orto.

Nama sistematik = Asam S-2-amino-3-(4-hidroksi- fenil)-propanoat

Rumus kimia = C9H11NO3

Triptofan (bahasa Inggris: tryptophan, TRP, W) merupakan satu dari 20 asam

amino penyusun protein yang bersifat esensial bagi manusia. Bentuk yang umum

pada mamalia adalah, seperti asam amino lainnya, L-triptofan.

Nama sistematik Asam S-2-amino-3-(1H-indol-3-il)- propanoat

Rumus kimia C11H12N2O2

Asam-asam amino mempunyai sifat-sifat fisik seperti :

a. Kelarutan

Kebanyakan asam amino larut dalam pelarut polar seperti air, tetapi tidak

larut dalam pelarut-pelarut non polar seperti alkohol, eter dan benzena. Yang larut

dalam alkohol dan eter adalah asam-asam amino seperti prolin dan hidroksiprolin

(S.Riawan, Drs, 1990).

b. Titik leleh

Titik leleh agak tinggi (lebih 2000C untuk senyawa organik) sedangkan dari

ester-esternya rendah. Ini adalah bukti bahwa asam-asam amino itu berada dalam

bentuk ionik, sebab untuk mengikuti gaya ionik yang membentuk kisi kristal

diperlukan energi. Kenyataan ini dapat diterangkan dengan anggapan bahwa

molekul-molekul dalam kristal berada dalam bentuk ion dipolar “ (Zwitter ion)”.

Gugus karboksil dapat melepaskan H+ (-COOH menjadi –COO- + H+ ) yang

dapat diikat oleh gugus amino (-NH2 menjadi NH3+) (S. Riawan, Drs, 1990).

c. Keaktifan optis

Semua asam alfa amino aktif optis kecuali glisin.

d. Rasa

Asam amino biasanya berasa manis, hambar atau pahit. Sebagai contoh

glisin, alanin, valin, prolin, serin, triptofan dan histidin berasa manis. Digunakan

sebagai perasa dalam makanan: Sodium glutamat (West/Todd/Mason/Van

Bruggen, 1970).

Sifat-sifat kimia dari asam amino:

a. Menyerupai amina

Jika ditambahkan asam akan menjadi garam, jika ditambahkan HNO2 akan

terjadi gas N2 sebab asam nitrit (HNO2) akan bereaksi dengan gugus amino bebas

dari asam amino membentuk hidroksi asam karboksilat dan pembebasan gas

Nitrogen (N2).

Reaksi:

NH2 OH

R-C-COOH + HNO2 R-C-COOH +N2+H2O

H H

(West/Tedd/Mason/Van Bruggen. 1970)

b. Reaksi dengan 1-fruoro-2,4 dinitro benzena (pereaksi Sanger)

Bereaksi dengan lain gugus NH2 bebas dan tidak dapat dibebaskan pada

hidrolisis

c. Reaksi Ninhidrin

d. Reaksi dengan formaldehyde (Reaksi Sorensen)

Faktor luar yang diterapkan pada protein atau asam amino dapat

menyebabkan perubahan baik kimiawi maupun fisik. Faktor-faktor tersebut antara

lain ialah asam, basa, garam dan suhu. Perubahan yang terjadi yang disebabkan

karena faktor di atas dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi jenis protein atau

asam amino tertentu yang terdapat dalam bahan yang diteliti.

Struktur protein dibagi menjadi beberapa bentuk yaitu :

a. Struktur primer

Susunan linier asam amino dalam protein merupakan struktur primer.

Struktur ini merupakan rangkaian unik yang menentukan struktur sekunder dan

tersier.

b. Struktur sekunder

Struktur sekunder ini merupakan struktur yang terlipat-lipat, merupakan

bentuk tiga dimensi dengan cabang-cabang rantai polipeptida yang saling

berdekatan.

c. Struktur tersier

Sturktur ini merupakan bentuk penyusunan bagian terbesar rantai cabang

artinya adalah susunan dari struktur sekunder satu dengan lainnya.

d. Strukutur kuartener

Struktur yang melibatkan berbagai polipeptida dalam satu protein.