PENDAHULUAN

Latar Belakang

Istilah protein berasal dari kata Yunani Proteos, yang berarti yang utama atau

yang didahulukan. Kata ini diperkenalkan oleh seorang ahli kimia belanda, Gerardus

Mulder (1802-1880), karena ia berpendapat bahwa protein adalah zat yang paling

penting dalam setiap organisme.

Protein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar

tubuh sesudah air. Seperlima bagian tubuh adalah protein, separuhnya ada didalam

otot, seperlima didalam tulang dan tulang rawan, sepersepuluh didalam kulit, dan

selebihnya didalam jaringan lain dan cairan tubuh. Semua enzim, berbagai hormon,

pengangkut zat-zat gizi dan darah, matriks interseluler dan sebagainya protein.

Disamping itu asam amino yang membentuk protein bertindak sebagai prekursor

sebagian besar koenzim, hormon, asam nukleat, dan molekul-molekul yang esensial

untuk kehidupan.

Protein mempunyai fungsi khas yang tidak dapat digantikan oleh zat gizi lain,

yaitu membangun serta memelihara sel-sel dan jaringan tubuh.

PEMBAHASAN

A. KOMPOSISI KIMIA DAN KLASIFIKASI PROTEIN

Protein adalah molekul makro yang mempunyai berat molekul antara lima ribu

hingga beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai panjang asam amino yang

terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Asam amino terdiri atas unsur-unsur

karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen. Beberapa asam amino disamping itu

mengandung unsur-unsur fosfor, besi, sulfur, iodiom, dan kobalt. Unsur nitrogen

adalah unsur utama protein, karena terdapat didalam semua protein akan tetapi tidak

terdapat didalam karbohidrat dan lemak. Unsur nitrogen merupakan 16% dari berat

protein.

Molekul protein lebih kompleks dari pada karbohidrat dan lemak dalam hal

berat molekul dan keanekaragaman unit-unit asam amino yang membentuknya. Berat

molekul protein bisa mencapai 40 juta. Bandingkan dengan berat glukosa yang

besarnya 180. Ada dua puluh jenis asam amino yang diketahui sampai sekarang yang

terdiri atas sembilan asam amino esensial ( asam amino yang tidak dapat dibuat tubuh

dan harus didatangkan dari makanan ) dan sebelas asam amino nonesensial.

Sumber Protein

Bahan makanan hewani merupakan sumber protein yang baik, dalam jumlah

maupun mutu, seperti telur, susu, daging, unggas, ikan, dan kerang. Sumber protein

nabati adalah kacang kedelai dan hasilnya, seperti tempe dan tahu, serta kacang-

kacangan lain. Kacang kedelai merupakan sumber protein nabati yang mempunyai

mutu atau nilai biologi tertinggi. Bahan makanan nabati yang kaya akan protein

adalah kacang-kacangan.

B. PENGGOLONGAN, STRUKTUR DAN DENATURASI PROTEIN

a. Penggolongan Protein Berdasarkan Bentuk

Berdasarkan bentuknya protein dibedakan atas :

- Protein globular,

Protein Globular berbentuk bola terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein

ini larut dalam air, berdifusi cepat dan bersifat dinamis, mudah berubah dibawah

pengaruh suhu, konsentrasi garam serta mudah mengalami denaturasi. Contohnya

meliputi enzim, hormon dan protein darah.

- Protein serabut (fibrous),

Terdiri atas beberapa rantai peptida berbentuk spiral yang terjalin satu sama

lain sehingga menyerupai batang yang kaku. Protein fibrous mempunyai bentuk

molekul panjang seperti serat atau serabut, tidak larut dalam air. mempunyai kekuatan

mekanis yang tinggi dan tahan terhadap enzim pencernaan. Protein ini terdapat dalam

unsur-unsur struktur tubuh. Contohnya meliputi kolagen ; miosin ; fibrin ; dan karatin

pada rambut, kuku, dan kulit.

b. Struktur Protein

Ada 4 struktur protein antara lain ;

1) Struktur Primer

Struktur primer adalah rantai polipeptida. Struktur primer protein di tentukan

oleh ikatan kovalen antara residu asam amino yang berurutan yang membentuk ikatan

peptida. Struktur primer dapat di gambarkan sebagai rumus bangun yang biasa di tulis

untuk senyawa organik.

2) Struktur Sekunder

Struktur sekunder ditentukan oleh bentuk rantai asam amino : lurus, lipatan,

atau gulungan yang mempengaruhi sifat dan kemungkinan jumlah protein yang dapat

dibentuk. Struktur ini terjadi karena ikatan hydrogen antara atom O dari gugus

karbonil ( C=O) dengan atom H dari gugus amino ( N-H ) dalam satu rantai peptida,

memungkinkan terbentuknya konfirasi spiral yang disebut struktur helix.

3) Struktur tersier

Struktur tersier ditentukan oleh ikatan tambahan antara gugus R pada asam-

asam amino yang memberi bentuk tiga dimensi sehingga membentuk struktur kompak

dan padat suatu protein.

4) Struktur kuartener

Struktur kuartener adaalah susunan kompleks yang terdiri dari dua rantai

polipeptida atau lebih, yang setiap rantainya bersama dengan struktur primer,

sekunder, tersier membentuk satu molekul protein yang besar dan aktif secara

biologis.

Gambar disamping; gambar Struktur protein, 1) struktur primer, 2) strutur sekunder, 3) struktur tersier, 4) struktur kuarterner.

1

2

3

4

c. Denaturasi Protein

Protein dapat mempertahankan kesesuaian bentuknya asalkan lingkungan fisik

dan kimianya dipertahankan. Jika lingkungan berubah maka, protein dapat terurai atau

mengalami perubahan sifat ( denaturasi ); mereka dapat kehilangan struktur sekunder,

tersier, dan kuarternya sehingga aktivitas biologisnya juga hilang.

1) Kesesuaian bentuk protein bergantung pada ikatan hidrogen, yang lemah dan sangat

senitif terhadap perubahan PH dan suhu.

2) Paparan singkat pada suhu yang tinggi ( diatas 60oC ) atau paparan pada asam atau

basa kuat dalam periode waktu yang lama akan menyebabkan denaturasi karena

ikatan hidrogen ruptur.

a) Sebagian protein dapat dikembalikan kebentuk aslinya, jika terdenaturasi tanpa

harus menjadi insoluble.

b) Perbedaan panas yang besar dapat menyebabkan denaturasi yang menetap. Putih

telur akan memadat dan menjadi insoluble jika dipanaskan.

- Suhu tubuh yang sangat tinggi dapat menyebabkan koagulasi protein selular.

- Jika suhu tubuh naik sampai diatas 41oC atau 42oC maka akan mengakibatkan

denaturasi protein.

C. ASAM AMINO

Asam amino terdiri atas atom karbon yang terikat pada suatu gugus karboksil (

- COOH ) satu gugus amino ( - NH2 ), satu atom hidrogen ( - H ) dan satu gugus

radikal ( - R ), atau rantai cabang. Sebagaimana tampak pada gambar struktur asam

amino dibawah ini ;

COOH (gugus karboksil)

H C R (gugus radikal)

NH2 (gugus amino)

a. Klasifikasi Asam Amino

1) Asam amino mengandung sedikitnya satu gugus asam Karboksil (-COOH) dan

sedikitnya satu gugus amino (-NH2) kedua gugus tersebut tersebut terikat pada

atom karbon yang sama. Setiap asam amino mempunyai anak rantai yang disebut

sebagai satu gugus R.

a) Asam-asam amino memiliki perbedaan dalam gugus R-nya yang memberi ciri

khas dan mempengaruhi sifat protein tempat asam amino tersebut bergabung.

b) Gugus R nonpolar menyebabkan asam amino relatif tidak larut dalam air.

Gugus R yang polar atau bermuatan listrik menyebabkan asam amino larut

dalam air.

2) Asam-asam amino bergabung untuk membentuk protein melalui reaksi kondensasi

(dehidrasi) antara gugus karboksil dari salah satu asam amino dan gugus amino

dari asam amino lain.

b. Klasifikasi Asam Amino Menurut Esensial dan Tidak Esensial

Dr. William Rose, (1917) seorang peonir dalam penelitian protein dengan

menggunakan berbagai campuran asam amino dan meneliti pengaruhnya

pertumbuhan tikus percobaan dan manusia. membagi asam amino dalam dua

golongan, yaitu asam amino esensial dan tidak esensial. dalam penelitiannya ternyata

ada 10 macam asam amino yang dibutuhkan binatang ( tikus ) untuk pertumbuhan

yang tidak dapat disintesis tubuh , asam amino ini dinamakan asam amino esensial.

Asam amino lain dinamakan asam amino tidak esensial. Asam amino tidak esensial

juga penting untuk pembentukan protein tubuh, tetapi asam amino ini bila tidak

terdapat dalam tubuh dapat disintesis tubuh dalam jumlah yang diperlukan. Ternyata

ada sembilan jenis asam amino esensial untuk manusia yang diperlukan untuk

pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh. kesembilan asam amino ini tidak

dapat disintesis tubuh, yang berarti harus ada dalam makanan sehari-hari.

Bila tubuh mengandung cukup nitrogen, tubuh mampu mensintesis sebelas

jenis asam amino lain, yaitu asam amino tidak esensial yang diperlukan untuk

pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tubuh. Nitrogen ini dapat berasal dari asam

amino tidak esensial dan asam amino esensial yang berlebihan. Sudah tentu ke 20

asam amino tersebut diperlukan untuk pertumbuhan, perkembangan dan pemeliharaan

kesehatan tubuh.

Tabel. Pengelompokan asam amino

Nama Singkatan Rumus R

A. Asam amino dengan sebuah gugus amino dan karboksil

1. Glisin Gly

2. Alanin Ala R = H atau alkil

3. Valin Val

4. Leusin Leu

5. Isoleusin Ile*

6. Serin Ser R mengandung

sebuah gugus

fungsi alkohol

7. Treonin Thr*

8. Sistein Cys Dua buah asam

amino

mengandung

belerang

9. Metionin Met*

10. Prolin Pro Gugus amino

sekunder dan

berbentuk

cincin

11. Fenilalanin Phe*

12. Tirosin Tyr

13.Triptofan Trp*

B. Asam amino dengan sebuah gugus amino dan dua buah gugus karboksil

14. Asam aspartat Asp

15.asam glutamat Glu

16. asparagin Asn

17. Glutamin Gln

C. Asam amino dengan sebuah gugus karboksil dan dua buah gugus basa

18. Lisin Lys*

19. Arginin Arg

20. Histidin His

D. FUNGSI PROTEIN

1. Sebagai biokatalisator (enzim).

2. Sebagai protein transport contohnya hemoglobin mengangkut oksigen dalam eritrosit,

mioglobin mengangkut oksigen dalam otot. Ion besi diangkut dalam plasma darah

oleh transferin dan disimpan dalam hati sebagai kompleks dengan feritin.

3. Sebagai pengatur pergerakan. Protein merupakan komponen utama daging. Gerakan

otot terjadi karena ada dua molekul (aktin dan miosin) protein yang saling bergeseran.

Pergerakan silia dan flagela pada organisme protista akibat dari protein tubulli pada

organel tersebut.

4. Sebagai penunjang mekanis. Kekuatan dan daya tahan robek kulit dan tulang

disebabkan adanya kolagen. Pada persendian ada elastin. Pada kuku, bulu rambut ada

protein keratin.

5. Pertahanan tubuh dalam bentuk antibodi. Suatu protein khusus yang mengikat benda

asing yang masuk kedalam tubuh seperti virus, bakteri dan lain lain.

6. Sebagai media perambatan impuls saraf. Protein ini biasanya berbentuk reseptor

misalnya rodopsin suatu protein yang bertindak sebagai reseptor atau penerima warna

atau cahaya pada sel sel mata.

7. Sebagai pengendalian pertumbuhan. Protein bekerja sebagai reseptor yang dapat

mempengaruhi fungsi bagian bagian DNA yang mengatur sifat dan karakter.

E. PENCERNAAN DAN METABOLISME PROTEIN

a. Pencernaan Protein

Sebagian besar protein dicernakan menjadi asam amino, selebihnya menjadi

tripeptida dan dipeptida.

- Lambung

Pencernaan atau hidrolisis protein dimulai didalam lambung. Asam klorida

lambung membuka gulungan protein (proses denaturasi), sehingga enzim pecernaan

dapat memecah ikatan peptida. Asam klorida mengubah enzim pepsinogen tidak aktif

yang dikeluarkan oleh mukosa lambung menjadi bentuk aktif pepsin. Karena

makanan hanya sebentar tinggal di lambung, pencernaan protein hanya terjadi hingga

dibentuknya campuran polipeptida, proteose dan pepton.

- Usus halus

Pencernaan protein dilanjutkan didalam usus halus yang berasal campuran

enzim proteose. Pankreas mengeluarkan cairan yang bersifat sedikit basa dan

mengandung berbagai prekursor protease seperti tripsinogen, kemotripsinogen,

prokarbobsipeptidase, dan proelastase. Enzim-enzim ini menghidrolisis ikatan peptida

tertentu. Sentuhan kimus terhadap mukosa usus halus mengrangsang dikeluarkannya

enzim enterokinase yang mengubah tripsinogen tidak aktif yang berasal dari pankreas

menjadi Tripsin aktif.

Perubahan ini juga dilakukan oleh Tripsin sendiri secara oto-katalitik

disamping itu Tripsin dapat mengaktifkan enzim-enzim proteolitik lain berasal dari

pankreas. Kimotripsinogen diubah menjadi beberapa jenis kimotripsin aktif;

prokarboksipeptidase dan proelastase diubah menjadi karboksipeptidase dan elastase

aktif. Enzim-enzim pankreas ini memecah protein dari polipeptida menjadi peptida

lebih pendek, yaitu tripeptida, dipeptida, dan sebagian menjadi asam amino. Mukosa

usus halus juga mengeluarkan enzim-enzim proteose yang menghidrolisis ikatan

peptida. Sebagian enzim mukosa usus halus ini bekerja di dalam sel.

Hasil pencernaan terjadi setelah memasuki sel-sel mukosa atau pada saat

diangkut pada dinding epitel. Mukosa usus halus mengeluarkan enzim amino

peptidase yang memecah polipeptida menjadi asam amino bebas. Enzim ini

membutuhkan mineral Mn++ dan Mg++ untuk pekerjaannya. Mukosa usus halus juga

mengandung enzim dipeptidase yang memecah dipeptida tertentu dan membutuhkan

mineral Co++ dan Mn++ untuk pekerjaannya.

- Ringkasan pencernaan protein

Saluran pencernaan Pencernaan dan absorpsi

1. Mulut Mengunyah makanan bercampur dengan air ludah dan ditelan.

2. Esofagus Tidak ada pencernaan

3. Lambung Asam lambung membuka molekul protein dan mengaktifkan enzim

lambung.

4. Usus halus Protein protease lambung HCL polipeptida lebih pendek

Pepsin ( proteose dan pepton )

Polipeptida protease pankreas dipeptida, tripeptida dan

Eterokinase, tripsin asam amino ( diserap )

Peptida dipeptidase dan asam amino bebas

Tripeptidase mukosa usus halus ( diserap )

b. Metabolisme Protein

a) Absorpsi dan Transportasi

Hasil akhir pencernaan protein terutama berupa asam amino dan ini

segera diabsorpsi dalam waktu lima belas menit setelah makan. Absorpsi terutama

terjadi dalam usus halus berupa empat sistem absorpsi aktif yang membutuhkan

energi. Asam amino yang diabsorpsi memasuki sirkulasi darah melalui vena porta

dan dibawa ke hati. Sebagian asam amino digunakan oleh hati, dan sebagian lagi

melalui sirkulasi darah di bawa ke sel-sel jaringan. Kadang-kadang protein yang

belum dicerna dapat memasuki mukosa usus halus dan muncul dalam darah. Hal

ini sering terjadi pada protein susu dan protein telur yang dapat menimbulkan

gejala alergi (immunological sensitive protein ).

Sebagian besar asam amino telah diabsorpsi pada saat asam amino

sampai di ujung usus halus. Hanya 1% protein yang dimakan ditemukan dalam

feses. Protein endogen yang berasal sekresi saluran cerna dan sel-sel yang rusak

juga dicerna dan diabsorpsi.

b) Katabolisme protein

Katabolisme protein (penguraian asam amino untuk energi)

berlangsung di hati. Jika sel telah mendapatkan protein yang mencukupi

kebutuhannya. Setiap asam amino tambahan akan dipakai sebagai energi atau

disimpan sebagai lemak.

1. Deaminasi Asam Amino

Deaminasi asam amino merupakan langkah pertama, melibatkan

pelepasan satu hidrogen dan satu gugus amino sehingga membentuk amonia

(NH3). Amonia yang bersifat racun akan masuk ke peredaran darah dan

dibawa ke hati. Hati akan mengubah amonia menjadi ureum yang sifat

racunnya lebih rendah, dan mengembalikannya ke peredaran darah. Ureum

dikeluarkan dari tubuh melalui ginjal dan urine. Ureum diproduksi dari asam

amino bebas didalam tubuh yang tidak digunakan dan dari pemecahan protein

jaringan tubuh.

2. Osidasi asam amino terdeaminasi

Bagian asam amino nonitrogen yang tersisa disebut produk asam keto

yang teroksidasi menjadi energi melalui siklus asam nitrat. Beberapa jenis

asam keto dapat diubah menjadi glukosa (glukoneogenesis) atau lemak

(lipogenesis) dan disimpan didalam tubuh.

Karbohidrat dan lemak adalah “ cadangan protein “ dan dipakai tubuh

sebagai pengganti protein untuk energi. Sat kelaparan, tubuh menggunakan

karbohidrat dan lemak baru kemudian memulai mengkatabolis protein.

Anabolisme protein

1. Sintesis protein

Sintesis protein dari asam amino berlangsung disebagian sel tubuh. Asam

amino bergabung dengan ikatan peptida pada rangkaian tertentu yang ditentukan

berdasarkan pengaturan gen.

Sintesis protein meliputi pembentukan rantai panjang asam amino yang

dinamakan rantai peptida. Ikatan kimia yang mengaitkan dua asam amino satu

sama lain dinamakan ikatan peptida. Ikatan ini terjadi karena satu hidrogen (H)

dari gugus amino suatu asam amino bersatu dengan hidroksil (OH) dari gugus

asam karboksil asam amino lain. Proses ini menghasilkan satu molekul air,

sedangkan CO dan NH yang tersisa akan membentuk ikatan peptida . sebaliknya,

ikatan peptida ini dapat dipecah menjadi asam amino oleh asam atau enzim

pencernaan dengan penambahan satu molekul air, proses ini dinamakan hidrolisis.

2. Transaminasi

Transaminasi yang berlangsung di hati, merupakan sintesis asam

amino nonesensial melalui pengubahan jenis asam amino menjadi jenis

lainnya. Proses ini melibatkan pemindahan satu gugus amino (NH2) dari

sebuah asam amino menjadi satu asam keto sehingga terbentuk satu asam

amino dan satu asam keto baru.

F. AKIBAT KEKURANGAN DAN KELEBIHAN PROTEIN

a. Akibat Kekurangan Protein

Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein -Keratin)

Yang paling buruk ada yang disebut dengan Kwasiorkor, penyakit kekurangan

protein. Biasanya pada anak-anak kecil penderitanya, dapat dilihat dari yang namanya

busung lapar, yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga

menimbulkan odema terutama pada perut, kaki dan tangan. Gejalanya adalah

pertumbuhan terhambat otot-otot berkurang dan melemah, edema, muka bulat seperti

bulan dan gangguan psikomotor, anak apatis, tidak ada nafsu makan tidak gembira

dan suka merengek. Kulit mengalami depigmentasi, kering, bersisik, pecah-pecah,

dan dermatosis. Luka sukar sembuh, rambut mengalami depigmentasi menjadi lurus ,

kusam, halus, dan mudah rontok, hati membesar dan berlemak dan sering disertai

anemia.

Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berakibat kematian.

Meramus pada umumnya merupakan penyakit pada bayi (dua belas bulan pertama).

Meramus adalah penyakit kelaparan, gejalanya adalah pertumbuhan terhambat, lemak

dibawah kulit berkurang, serta otot-otot berkurang dan melemah. Tidak ada edema

tetapi, kadang-kadang terjadi perubahan pada kulit, rambut dan pembesaran hati.

Sering terjadi gastroenteritis yang diikuti oleh dehidrasi, infeksi saluran pernapasan,

tuberkolosis, cacingan berat dan penyakit kronis lain. Meramus sering mengalami

defisiensi vitamin D dan vitamin A.

b. Akibat Kelebihan protein

Protein secara berlebihan tidak menguntungkan tubuh. Makanan yang

tinggi protein biasanya tinggi lemak sehingga dapat menyebabkan obesitas. Kelebihan

protein dapat menimbulkan masalah lain terutama pada bayi. Kelebihan asam amino

akan memberatkan ginjal dan hati yang harus memetabolisme dan mengeluarkan

kelebihan nitrogen. Kelebihan protein akan menimbulkan asidosis, dehidrasi, diare,

kenaikan amoniak darah, kenaikan ureum darah, dan demam.