PROTEIN

Vies. Mufid. Aryoputro

DEFINISI PROTEIN• Kata protein berasal dari bahasa Mesir

“proteus” yang terjemahan kasarnya berarti “yang utama”.

• Protein adalah sumber asam-asam amino yang mengandung unsur-unsur C, H, O, dan N ada pula yang mengandung unsur S dan P.

• Protein tersusun dari beberapa asam amino yang saling berikatan.

Komposisi Unsur C, H, O, N, S dan P Dalam Protein

Unsur %

Karbon 50Hidrogen 7Oksigen 23Nitrogen 18Sulfur 0 – 3Posfor 0 – 3

SIFAT-SIFAT PROTEIN

• Sifat protein tergantung dari jumlah dan susunan asam amino yang menyusun molekul protein.

• Sifat protein juga ditentukan oleh bagaimana polipeptida terikat satu dengan yang lainnya.

KLASIFIKASI PROTEIN

1. BERDASARKAN KOMPONEN KIMIAWI• Protein SEDERHANA• Protein KONJUGASI

2. Berdasarkan BENTUK MOLEKULNYANYA• Protein berbentuk SERAT (FIBROUS Protein)• Protein berbentuk BOLA (GLOBULAR Protein)

3. Berdasarkan KELARUTANNYA DAN FUNGSINYA

KLASIFIKASI PROTEIN

Klasifikasi berdasarkan komponen kimianya:• Protein Sederhana• Protein Konjugasi

Protein menurut struktur kimia dan ciri kimiawi

• Protein sederhana, yaitu golongan protein apabila dihidrolisa oleh asam alkali atau eter akan menghasilkan asam amino-asam amino (derivatnya), contohnya : globulin, albumin, keratin, kolagen, elastin, globin, zein, gliadin dan glutenin, legumen, lactabumin dan lactaglobulin.

• Protein majemuk, yaitu : protein yang merupakan kombinasi protein sederhana dengan bahan lain, contohnya : nukleoprotein, phosphoprotein, mukoprotein, chromoprotein dan flavoprotein.

• Protein turunan, yaitu : protein hasil pemisahan/dekomposisi protein sederhana maupun protein majemuk, contohnya : proteose, peptine dan peptida.

• Protein konjugasi, adalah protein sederhana yang terikat dengan bahan-bahan non-asam amino. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah : nukleoprotein, lipoprotein, fosfoprotein dan metaloprotein.

Jenis Protein KonjugasiNama Tersusun Oleh Terdapat Dalam

Nukleoprotein Protein + asam nukleat Inti sel, kecambah, biji-bijian

Glikoprotein Protein + karbohidrat Pada putih telur, musin (kelenjar ludah),tendomusin (tendon), hati

Lipoprotein Protein + lemak Serum darah, kuning telur, susu, darah

Fosfoprotein Protein + fosfat Kasein susu, fosvitin (kuning telur)

Kromoprotein Protein + pigmen Hemoglobin

Klasifikasi berdasarkan bentuk molekulnya:- Globular protein- Fibrous protein

• Protein globular, berbentuk bola terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein yang merupakan kelompok ini adalah albumin, globulin, histon dan protamin

• Protein bentuk serabut, terdiri atas beberapa rantai peptida berbentuk spiral yang terjalin satu sama lain sehingga menyerupai batang yang kaku. Protein ini terdapat dalam unsur-unsur tubuh seperti kolagen, elastin, keratin dan miosin.

Klasifikasi berdasarkan kelarutannya:• Larut dalam air dan terkoagulasi dalam panas (Albumin,

Protamin, Histon)• Larut dalam garam encer dan terkoagulasi panas (Globulin)• Larut dalam asam/basa encer (Glutelin)• Larut dalam alkohol 70-80% (Prolamin)

Klasifikasi berdasarkan fungsinya:• Enzim• Transport• Nutrien• Kontraktil protein• Struktural protein • Antibodi/Pertahanan • Pengatur

RANGKAIAN ASAM AMINO

ASAM AMINO

PROTEIN

C

H

NH2

R COOH

NH3

NH3

OOC OOC

Rantai B

Rantai A

SINTESA PROTEIN

AA + AA DIPEPTIDA

AA + AA + AA + ……+ AA POLIPEPTIDA

PROTEIN 1 atau >1 POLIPEPTIDA

KLASIFIKASI ASAM AMINO

ESSENSIALLEUSIN

ISOLEUSINVALIN

TRIPTOPANFENILALANIN

METIONINTREONIN

LISINHISTIDIN

NON-ESSENSIAL

SISTEIN GLUTAMATTIROSIN ALANIN ARGININ ASPARTATPROLIN GLUTAMINHISTIDIN

SERIN

Perkusor

METIONIN, SERINFENILALANINGLUTAMIN/GLUTAMAT, ASPARTATGLUTAMATADENIN. GLUTAMATSERIN, KOLIN

SISTEINTIROSINARGININPROLINHISTIDINGLISIN

Asam amino menurut esensial dan tidaknya diklasifikasikan menjadi dua, yaitu :

1. Asam amino esensial, yaitu : AA yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh tapi tubuh tidak dapat mensintesisnya

2. Asam amino tidak esensial, yaitu : AA yang tidak esensial untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh tapi tubuh mampu mensintesisnya sendiri apabila tubuh mengandung cukup nitrogen yang berasal dari asam amino tidak esensial lain atau asam amino esensial yang berlebihan.

KLASIFIKASI ASAM AMINOKlasifikasi berdasarkan sifat dan struktur kimianya:

Asam amino alifatik sederhana1. Glisina (Gly, G) rumus: C2H5NO2, 2. Alanina (Ala, A) rumus: C3H7NO2, 3. Valina (Val, V) rumus: C5H11NO2, 4. Leusina (Leu, L) rumus: C6H13NO2, 5.Isoleusina (Ile, I) rumus: C6H13NO2 [hidrofobik]

Asam amino hidroksi-alifatik6. Serina (Ser, S) rumus: C3H7NO3, 7. Treonina (Thr, T) rumus: C4H9NO3

Asam amino dikarboksilat (asam)8. Asam aspartat (Asp, D) rumus: C4H7NO4, 9. Asam glutamat (Glu, E) rumus: C5H9NO4

Amida10. Asparagina (Asn, N) rumus: C4H8N2O3, 11. Glutamina (Gln, Q) rumus: C5H10N2O3

Klasifikasi berdasarkan sifat dan struktur kimianya:

Asam amino basa12. Lisina (Lys, K) rumus: C6H14N2O2, 13. Arginina (Arg, R) rumus: C6H14N4O2, 14. Histidina (His, H) rumus: 6H9N3O2 [memiliki gugus siklik]

Asam amino dengan sulfur15. Sisteina (Cys, C) rumus: C3H7NO2S1, 16. Metionina (Met, M) rumus: C5H11NO2S

Prolin17. Prolina (Pro, P) rumus: C5H9NO2 [memiliki gugus siklik]

Asam amino aromatik18. Fenilalanina (Phe, F) rumus: C9H11NO2, 19. Tirosina (Tyr, Y) rumus: C9H11NO3, 20. Triptofan (Trp, W) rumus: C11H12N2O2

STRUKTUR ASAM AMINO O NH2 – CH – C R OHR : rantai samping

• R : Hidrogen, alkil, rantai atau cincin.• Gugus amino terikat pada atom C- alpha asam amino hasil

hidrolisis : asam-asam α- amino.• R yang bukan hidrogen atom C : asimetris, konfigurasi : D

atau L• Asam amino di alam : konfigurasi L• Asam amino essensial : asam amino yang penting bagi tubuh,

tetapi tidak bisa disintesis oleh tubuh 10 asam amino

PENGARUH GUGUS SAMPING (R)• Asam amino bersifat : asam, basa dan netral

NHa – CH - COOH CH2 – CH2 – COOH(Glutamat) asam

NHa – CH - COOH (CH2)4 – NH2 (Lisin) basa

NHa – CH - COOH CH2OH(Serin) netral

• Kelebihan COOH - : asam• Kelebihan NH2 : basa• COOH sama banyak dengan NH2 : netral • Reaksi – reaksi terhadap protein dapat terjadi pada R.

SIFAT-SIFAT ASAM AMINO• Padat• Kristal• Titik didih tinggi• Sangat larut dalam air, polar dan membentuk ion-ion.• Gugus amino (NH2) : basa kuat dan dpt menarik ion H+

dari H2O membentuk NH3+

• Gugus amino (NH2) : basa kuat, dapat menarik ion H+

dari air membentuk NH3+

• Gabungan asam amino dirangkai oleh : ikatan peptida• Ikatan peptida terbentuk dari : COOH asam amino pertama

dengan NH2 dari asam amino berikutnya.

NH2 – CH - COOH NH2 – CH – COOH H CH3

(Glisin) (Alanin) O - C – NH – O H2 – CH – C - NH – CH – COOH (Glisilalanin) H CH3

STRUKTUR PROTEINStruktur primer

• sifat kovalen pada ikatan peptida stabil, tidak dipengaruhi oleh : pH, pelarut.

• Atom-atom C, H, N terletak pada satu bidang datar• R diproyeksikan pada arah tertentu pada bidang

Struktur sekunder • Terbentuk karena ikatan

hidrogen• Bentuk spiral (α helix)• Gugus karbonil dari setiap

asam amino membentuk ikatan hidrogen dengan gugus amino dari asam amino ke tiga di sepanjang rantai polipeptida

Struktur tertier

• Dibentuk oleh interaksi antara gugus samping (R) dari asam – asam amino.

• Hasil interaksi : pelipatan α – helix struktur globular, gugus R yang hidrofobik disembunyikan di dalam lipatan protein menjadi sangat larut dlm air.

• Contoh : insulin, hemoglobin dan albumin telur• Ditemukan : ikatan disulfida, jembatan garam,

ikatan hidrogen, atraksi hidrofobik.

Struktur kuartener

• Mengandung 2 ikatan atau lebih peptida yang berikatan dengan ikatan kovalen yang lemah

• Contoh : kolagen

TABLE 3.2 A Summary of Protein StructureLevel Description

Primary

Secondary

Tertiary

The sequence ofamino acids

Formation of-helices and -pleated sheets

Overall three-dimensional shape of a polypeptide

Quaternary Shape produced bycombinations ofpolypeptides

Stabilized by:

Peptide bonds

Hydrogen bonding betweenpeptide groups along thepeptide backbone

Bonds and other interactionsbetween R-groups, or between R-groups and thepeptide backbone

Bonds and other interactionsbetween R-groups, and between peptide backbonesof different polypeptides

Gly Ser Asp Gls

Example: Hemoglobin

PROTEIN STRUCTURE

Klasifikasi berdasarkan jumlah gugus amino dan gugus karboksil dalam molekul:

• Monoamino monokarboksilik(Glisin, alanin, serin, treonin, valin, liosin,

izoliosin)• Monoamino dikarboksilik(Aspartik asit, glutamik asit)• Diamino monokarboksilik• Diamino dikarboksilik

FUNGSI ASAM AMINO• Sintesa protoplasma dalam sel• Perbaikan jaringan-jaringan yang rusak• Penyimpanan protein• Sintesa asam empedu• Sintesa hormon• Sintesa enzim• Sintesa protein susu dan antibodi

DENATURASI PROTEINSetiap perubahan terhadap struktur sekunder/tertier protein • Molekul protein dapat pula mengendap peristiwa

koagulasi• Denaturasi belum tentu mengakibatkan koagulasi. Potein

dapat saja mengendap, tetapi dapat kembali ke keadaan semula flokulasi

• Faktor-faktor penyebab denaturasi protein : - perubahan pH : penggumpalan kasein- Panas : merusak ikatan hidrogen dan jembatan garam- Radiasi : sinar X dan U.V- Pelarut organik : aseton, alkohol.- Garam-garam dari logam berat : Ag2+, Hg2+, Pb2+

- Pereaksi-pereaksi alkaloid : asam tannat, asam pikrat bisa menggumpalkan protein menurunkan infeksi.- Pereduksi : thioglikolat

Sumber Protein

• Sumber protein hewani dapat berbentuk daging, unggas, alat-alat dalam (hati, pankreas, ginjal, paru, jantung dan jeroan), susu, telur, ikan dan kerang-kerangan.

• Sumber protein nabati dapat berbentuk kacang kedelai dan hasil olahannya (tempe, tahu) serta kacang-kacangan lainnya. Selain itu serealia juga merupakan sumber protein, meskipun kandungannya sangat kecil.

Penyakit berhubungan dengan protein1. Akibat kekurangan Protein• Kekurangan protein murni pada stadium berat menyebabkan

kwashiorkor pada anak-anak dibawah lima tahun. • Kekurangan protein sering dijumpai bersamaan dengan kekurangan

energi yang dikenal dengan penyakit marasmus. • Sindroma gabungan antara dua jenis kekurangan ini dinamakan Energi-

Protein Malnutrition (EPM) atau Kurang Energi-Protein (KEP) atau Kurang Kalori-Protein (KKP).

2. Akibat Kelebihan Protein• Protein secara berlebihan tidak menguntungkan tubuh. • Kelebihan asam amino memberatkan kerja ginjal dan hati yang harus

memetabolisme dan mengeluarkan kelebihan nitrogen. • Kelebihan protein dapat menimbulkan asidosis, dehidrasi, diare,

kenaikan amoniak darah, kenaikan ureum darah dan demam.

Kebutuhan Protein

• Dewasa : 1 gr/kgBB/hari• Neonatus prematur : 3

gr/kgBB/hari• 0-1 tahun : 2,5 gr/kgBB/hari• 2-13 tahun : 1,5-2

gr/kgBB/hari• Remaja : 1-1,5 gr/kgBB/hari

Protein Bahan PanganMenurut distribusi terdapat empat jenis

protein:1. Protein Hewani; Daging, Susu, Telur2. Protein asal laut; Ikan, Kerang3. Protein Nabati;

a. Protein sayuranb. Protein serealia: protein wheat, corn, beras,

4. Protein biji-bijian; Protein kedelai, cotton seed, peanut, non-konvensional (berasal dari yeast)

Protein dalam Pengolahan

Berfungsi sebagai • water holding capacity• Sifat koagulasi• Sifat stabilisasi• Sifat emulsifikasi

SELAMAT BELAJAR