PEMBAHASAN

2.1 Protein

Berasal dari bahasa Yunani, yaitu protos yang berarti yang pertama atau yang

terpenting. Protein terdapat dalam semua sel hidup, merupakan molekul organik terbanyak

dalam suatu sel hidup 40 – 70 %. Protein merupakan zat yang paling utama pada kulit, otot,

urat, syaraf, darah, enzim, anti bodi dan hormon. Protein adalah salah satu polimer alam yang

disusun oleh asam amino (amino acids) melalui ikatan peptida. Molekul protein single terdiri

dari ratusan – ribuan unit asam amino, yang disusun oleh 20 jenis asam amino. Protein

merupakan komponen utama dalam daging.

Setiap gram protein menghasilkan energi (4kcal/gram). Pada keadaan starvasi

(starvation) dan diet rendah karbohidrat , protein merupakan sumber energy yang terakhir

yang akan digunakan.

Tabel 1. Komposisi Unsur-unsur Penyusun Protein

2.2 Fungsi Protein

Di dalam setiap sel yang hidup, protein merupakan bagian yang sangat penting. Pada

sebagian besar jaringan tubuh, protein merupakan komponen terbesar setelah air.

Sebagai zat pembangun, protein merupakan bahan pembentuk jaringan-jaringan baru

yang selalu terjadi dalam tubuh dan mempertahankan jaringan yang telah ada.

Kekurangan protein dalam waktu lama dapat mengganggu berbagai proses dalam

tubuh dan menurunkan daya tahan tubuh terhadap penyakit.

Protein dalam bahan makanan yang dikonsumsi manusia akan diserap oleh usus

dalam bentuk asam amino

1Protein by Rio Andika

Di dalam tubuh manusia terjadi suatu siklus protein, artinya protein dipecah menjadi

komponen-komponen yang lebih kecil yaitu asam amino dan atau peptida. Terjadi

juga sintesis protein baru untuk mengganti yang lama.

Waktu yang diperlukan untuk mengganti separuh dari jumlah kelompok protein

tertentu dengan protein baru disebut halft time atau waktu paruh jangka hidup protein.

Jika terjadi kelebihan protein, maka beberapa asam amino akan dikonversi jadi

glukosa, selanjutnya dikonversi jadi lemak

2.3 Klasifikasi Protein

1. Berdasarkan Komposisinya

a. Protein sederhana

Pada hidrolisisnya hanya menghasilkan asam amino

b. Protein konjugasi

Pada hidrolisis dihasilkan asam amino dan komponen organik dan

anorganik lain (Gugus PROSTETIK). Misal : nucleo protein, lipo protein, fosfo

protein, metallo protein, gluco protein

2. Berdasarkan Konformasinya

a. Protein Serat

Zat pembentuk struktur pada hewan, tidak larut dalam air. Merupakan serat

yang kaku, kuat dan dibangun oleh rantai polipeptida yang ditata sejajar sepanjang

satu sumbu. Misal : keratin, kolagen, sutera

b. Protein Globular

Rantai polipeptida melipat ke dalam menjadi bentuk globular (bulat).

Umumnya larut dalam air , mempunyai fungsi yang mobil dan dinamis dalam sel.

Misal : enzim, hormon, haemoglobin, mioglobin.

c. Protein dengan konformasi antara serat dan globular

Protein yang bentuknya seperti serat tapi larut dalam air dan larutan garam.

Misal : myosin dan fibrinogen

3. Berdasarkan Fungsi Biologisnya

a. Sebagai Enzim / Katalis biologis

Hampir semua reaksi biologis dikatalis oleh enzim, dari reaksi yang sangat

sederhana seperti reaksi transportasi CO2 sampai yang sangat rumit seperti replikasi

kromosom.

b. Protein Cadangan , misal : ovalbumin, casein

c. Protein Transport , misal : haemoglobin, mioglobin, lipoprotein

2Protein by Rio Andika

Banyak molekul dengan BM kecil serta beberapa ion dapat diangkut atau

dipindahkan oleh protein-protein tertentu. Misalnya hemoglobin mengangkut

oksigen dalam eritrosit, sedangkan mioglobin mengangkut oksigen dalam otot.

d. Protein Pelindung , misal : antibodi, fibrinogen

Pertahanan tubuh biasanya dalam bentuk antibodi, yaitu suatu protein

khusus yang dapat mengenal dan menempel atau mengikat benda-benda asing yang

masuk ke dalam tubuh seperti virus, bakteri, dan sel-sel asing lain.

e. Hormon

Tidak semua hormon merupakan protein. Misalnya, " hormon steroid "

bukan protein.

f. Protein Struktural, misal : glucoprotein merupakan dinding sel

g. Protein Kontraktil , misal : Myosin merupakan filamen tebal dalam myofibril

h. Toksin , misal : bisa ular

2.4 Kebutuhan Protein

Kebutuhan manusia akan protein dapat dihitung dengan mengetahui jumlah nitrogen

yang hilang. Bila seseorang mengkonsumsi ransum tanpa protein, maka nitrogen yang hilang

tersebut pasti berasal dari protein tubuh yang dipecah untuk memenuhi kebutuhan

metabolism.

Kebutuhan protein untuk tubuh manusia rata-rata sebesar 1 g protein/kg berat badan

per hari. Karena tubuh kita tidak menyimpan asam amino, seperti lemak dan karbohidrat,

maka dibutuhkan suplai asam amino tiap hari untuk membentuk protein baru.

2.5 Asam Amino

Merupakan monomer yang menyusun protein. Ada 20 jenis asam amino pembentuk

protein dan asam amino lain yang bukan building block sel. Gugus amino terikat pada atom

C α gugus karboksilat. Mempunyai konfigurasi L ( sejenis dengan gliseral dehid ), kecuali

asam amino glisin.

Gambar 1. Struktur Asam Amino

3Protein by Rio Andika

CHO

HO - C - H

CH2OH

L - Gliseral dehid

COOH

H2N - C - H

R

Asam - L- amino

Sampai sekarang baru dikenal 24 macam asam amino, yang dapat digolongkan

menjadi dua kelompok yaitu asam amino eksogen dan asam amino endogen.

Asam amino endogen dapat dibentuk dalam tubuh manusia, sedangkan 10 asam

amino eksogen tidak dapat dibentuk oleh tubuh manusia, karena itu disebut asam amino

esensial, artinya harus didapatkan dari makanan sehari-hari.

Dalam teknologi pangan, asam amino mempunyai beberapa sifat yang

menguntungkan maupun yang kurang menguntungkan. Misalnya D-triptofan mempunyai

rasa manis 35 kali kemanisan sukrosa, sebaliknya L-triptofan mempunyai rasa yang sangat

pahit. Asam glutamat sangat penting peranannya dalam pengolahan makanan, karena dapat

menimbulkan rasa yang lezat.

2.6 Sifat-sifat Asam Amino

a. Dalam larutan, kedua gugus (asam dan amino) bersifat dipolar ion ( zwitter ion ).

Seperti larutan yang mempunyai moment dipol tinggi

R - C - C

HO

O+

_

NH3

}

b. Kristal non volatil yang meleleh dengan terdekomposisi pada T tinggi

c. Tak larut dalam pelarut non polar, cukup larut dalam air

d. Bersifat amphoter, yaitu dapat bersifat sebagai asam pada pH tinggi dan bersifat

sebagai basa pada pH rendah

R- C - C H OO

+NH3

HH

NH3+

OOHR- C - C H

+OOHR- C - C

_

NH2

_O_

+H

_OH

pada pH rend ah dip olar ion (netral)

pada pH tinggi(asam) (basa)

sebagai basa seb agai asam

4Protein by Rio Andika

e. Jika asam amino diletakkan dalam medan listrik, maka asam amino akan bergerak ke

katoda pada pH rendah dan bergerak ke anoda pada pH tinggi

f. Bersifat optis aktif, semua asam amino bersifat chiral, kecuali glycine dan mempunyai

konfigurasi leuvo, L,(sama seperti glyceraldhyde) pada carbon a

2.7 Polipeptida dan Protein

Asam amino dengan bantuan enzim akan berpolimerisasi membentuk rantai Amida,

yang biasa disebut peptida. Ikatan α -amino ini disebut : IKATAN PEPTIDA. Tiap

as.amino dalam peptida tadi disebut residu as.amino.

Protein dapat terdiri dari satu atau lebih rantai polipeptida dan juga dapat berasosiasi

dengan molekul atau ion lain. Sebuah molekul yang terdiri dari dua buah asam amino disebut

: dipeptida. Kalau ada tiga asam amino disebut : tripeptida , dst.

Pembentukan suatu dipeptida terjadi melalui penggabungan dua molekul as.amino

dengan melepaskan satu molekul air. Suatu rantai polypeptida residu N-terminal berada

sebelah kiri dan residue C-terminal disebelah kanan.

1. Analisa Asam Amino dalam Protein

Hydrolysis

- Polypeptide dapat dihidrolisis dengan cara refluks selama 24 jam

menggunakan HCl 6M

- Hasil hidrolisis dapat dipisahkan menjadi asam-asam amino yang terpisah satu

dengan yang lainnya dengan cation-exchange resin

5Protein by Rio Andika

- Pada metoda orisinil, eluen diperlakukan dengan ninhydrin, untuk mendeteksi

dan menentukan jenis asam amino yang keluar dari kolom. Saat ini analisa

campuran asam amino dilakukan dengan HPLC

Degradasi Edman

Degradasi Edman untuk pemutusan rangkaian dan identifikasi N-terminal asam

amino. Efektif bila rantai polipeptida terdiri dari 60 residu asam amino.

Analisa N-Terminaldengan metoda Sanger

Ujung N-terminal polypeptida dilabel dengan 2,4- dinitrofluorobenzene,

selanjutnya dihirolisis. Asam amino N-terminal yang dilabel dipisahkan dari campurannya

dan diidentifikasi terhadap standar.Penggunaan metoda Sanger tidak seluas penggunaan

metoda Edman.

Analisa asam amino C-Terminal

Asam amino C-terminal secara selektiv dihidrolisa menggunakan enzym

carboxypeptidase. Enzym ini secara kontiniu akan memutuskan atau melepaskan asam amino

C-terminal yang baru. Hasil hidrolisis dapat dianalisi dengan HPLC

Struktur Asam Analisa dengan metoda Sanger dan Edman lebih aplikatif untuk

polipeptida yang rantai asam aminonya tidak terlalu panjang (kira-kira 60 residu asam

amino). Untuk protein dan polypeptida dengan BM besar, sampel dihidrolisa parsial dengan

asam encer.

Polypeptida dengan BM besar dapat juga diputus menjadi rantai-rantai yang lebih

pendek dengan reagent site-specific atau dengan enzymatis. Mass spectrometry dapat juga

digunakan untuk determinasi rantai polipeptida dan protein. Mass spectra dari fragment

polypeptida yang berasal dari protein dibandingkan terhadap database rantai

polypeptida standar.

2.8 Amino Dalam Protein

6Protein by Rio Andika

Asam amino essensial, tidak dibuat dalam tubuh tapi harus ditambahkan dalam luar.

Untuk orang dewasa, jumlah asam amino essensial 8 macam. Dalam larutan berair, asam

amino berada dalam kesetimbangan dipolar ion, sebagai kation dan anion

Misal, asam amino alanin mempunyai rantai samping netral. Alanin dapat digunakan

untuk menggambarkan sifat asam amino pada berbagai pH.

Bentuk dipolar ion dari alanin adalah :

Ketika ditempatkan pada medan listrik, maka pada pH tertentu, asam amino tidak

bergerak ke katoda atau anoda. Titik disaat asam amino tidak lagi bergerak disebut : titik

isoelektrik, atau pH isolelektrik (pI ).

Harga p Isoelektrik merupakan rata-rata dari dua harga pKa. Misal (pKa1 + pKa2) / 2 .

Diagram pH untuk alanin :

Lysin, mempunyai rantai samping basa, memberikan bentuk kesetimbangan yang

lebih kompleks.

1. Struktur Primer

7Protein by Rio Andika

Struktur rantai polipeptida linier yang terjadi karena ikatan peptida residu

asam amino dengan residu asam amino lainnya.

Pada struktur primer dapat dianalisis :

Urutan asam amino dalam suatu rantai poli peptida

Jenis asam amino penyusun rantai

Jumlah asam amino

Urutan dan jenis asam amino dapat dianalisa dengan metoda Sanger atau

Edman untuk residu asam amino ujung-N dan reduksi dengan LiBH4 untuk residu asam

amino ujung-C.

Gambar 2. Struktur primer, suatu rantai protein

2.9 Struktur Sekunder

R- C - C H

O

+NH3

NH - CH - C

R

O

N - C

R

H

-

H

OOH

aa-1 aa-2 aa-3

Struktur sekunder protein distabilkan oleh ikatan Hidrogen. Bila ikatan hidrogen

terjadi antara atom H dr gugus amino residu asam amino-1 dengan atom O dari gugus

carbonil residu asam amino-4, maka akan terjadi struktur sekunder α 3,6 – Helix. Untuk

struktur β- pleated sheet, ikatan hidrogen terjadi antar rantai peptida.

Gambar 3. Struktur sekunder β- pleated sheet

2.10 Struktur Tertier

8Protein by Rio Andika

Struktur sekunder yang membelok dan berlipat ke dalam tiga dimensi, membentuk

protein serat dan globular.

Gambar 4. Protein Globular

Gambar 5. Protein globular myoglobin, dengan gugus heme

2.11 Struktur Kwarterner

Merupakan gabungan antara struktur-struktur tertier. Banyak protein dengan BM

tinggi merupakan agregat dari beberapa sub unit. Agregat ini menyebabkan terjadinya

struktur kwarterner protein. Misal pada hemoglobin.

Hemoglobin adalah protein globular yang berfungsi sbg alat transports oxygen

dalam darah. Hemoglobin terdiri dari 4 subunit polypeptida (2 a, dan 2 b). Tiap subunit

protein membawa gugus heme.

2.12 Sifat-sifat Fisikokimia Protein

1. Sifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantung pada jumlah dan jenis asam

aminonya.

2. Berat molekul protein sangat besar

3. Ada protein yang larut dalam air, ada pula yang tidak dapat larut dalam air, tetapi semua

protein tidak larut dalam pelarut lemak / non polar.

9Protein by Rio Andika

4. Bila dalam suatu larutan protein ditambahkan garam, daya larut protein akan berkurang,

akibatnya protein akan terisah sebagai endapan. Peristiwa pemisahan protein ini disebut

salting out.

5. Apabila protein dipanaskan atau ditambahkan alkohol maka protein akan menggumpal.

6. Protein dapat bereaksi dengan asam dan basa

2.13 Makanan Sumber Protein

Makanan yang mengandung protein:

Daging, ikan, telur 47%

Cereals 19%

Sayur dan buah-buahan 7%

Dairy products 21%

Tumbuhan polong2an 5.4%

10Protein by Rio Andika