Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang
berarti "yang paling utama") 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.
Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural
atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein
terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi
hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).
Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain
itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.
Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom.[1] Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari
asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah
protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.[2][3]
Daftar isi
- 1 Struktur
- 2 Kekurangan Protein
- 3 Sintese protein
- 4 Methode Pembuktian Protein
- 5 Bacaan lebih lanjut
- 6 Referensi
Struktur
Struktur tersier protein. Protein ini memiliki banyak struktur sekunder beta-sheet
dan alpha-helix yang sangat pendek. Model dibuat dengan menggunakan
koordinat dari Bank Data Protein (nomor 1EDH).
Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur
primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan
kuartener (tingkat empat):[4][5]
- struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut memicu mutasi genetik.
- struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:
- alpha helix (α-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral;
- beta-sheet (β-sheet, "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H);
- beta-turn, (β-turn, "lekukan-beta"); dan
- gamma-turn, (γ-turn, "lekukan-gamma").[4]
- struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener.
- contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.
Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1)
hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi
asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer, (2) analisis
sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan
(4) penentuan massa molekular dengan spektrometri massa.
Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular
dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR).[6] Spektrum CD dari
puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan
lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari
komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD.
Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan
pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein
juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah.
Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain.
Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya
memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain
yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di
dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen
penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah,
maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah
yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur
kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak
fungsional.
Kenyataannya, seluruh protein yang ada di dunia ini merupakan kombinasi
dari dua puluh macam asam amino, baik
esensial maupun non esensial.[7]
Kekurangan Protein
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 mengonsumsi 1 g protein per kg berat
tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan
atlet-atlet.
Kekurangan Protein bisa berakibat fatal:
- Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein -Keratin)
- Yang paling buruk ada yang disebut dengan Kwasiorkor, penyakit kekurangan protein.[8] Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung lapar, yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem.Simptom yang lain dapat dikenali adalah:
- hipotonus
- gangguan pertumbuhan
- hati lemak
- Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.
Sintese protein
Artikel
utama: Proteinbiosynthese
Dari makanan kita memperoleh Protein. Di sistem pencernaan protein akan
diuraikan menjadi peptid peptid yang strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino. Hal ini
dilakukan dengan bantuan enzim. Tubuh manusia memerlukan 9 asam amino. Artinya
kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesa sendiri oleh tubuh esensiil,
sedangkan sebagian asam amino dapat disintesa sendiri atau tidak esensiil
oleh tubuh. Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah penyerapan di usus maka
akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh. Kode
untuk asam amino tidak esensiil dapat disintesa oleh DNA. Ini disebut dengan DNAtranskripsi. Kemudian
karena hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosom atau retikulum endoplasma, disebut sebagai translasi.
Sumber
Protein
- Daging
- Ikan
- Telur
- Susu, dan produk sejenis Quark
- Tumbuhan berbji
- Suku polong-polongan
- Kentang
Studi dari Biokimiawan USA Thomas Osborne Lafayete
Mendel, Profesor untuk biokimia di Yale, 1914, mengujicobakan protein konsumsi
dari daging dan tumbuhan kepada kelinci. Satu grup kelinci-kelinci tersebut diberikan makanan protein hewani,
sedangkan grup yang lain diberikan protein nabati. Dari eksperimennya didapati
bahwa kelinci yang memperoleh protein hewani lebih cepat bertambah beratnya
dari kelinci yang memperoleh protein nabati. Kemudian studi selanjutnya, oleh
McCay dari Universitas
Berkeley menunjukkan bahwa kelinci yang memperoleh protein nabati, lebih sehat
dan hidup dua kali lebih lama.
Keuntungan Protein
- Sumber energi
- Pembetukan dan perbaikan sel dan jaringan
- Sebagai sintesis hormon,enzim, dan antibodi
- Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel
- Sebagai cadangan makanan
Protein merupakan molekul yang sangat besar-atau makrobiopolimer- yang
tersusun dari monomer yang disebut asam amino. Ada 20 asam amino standar, yang
masing-masing terdiri dari sebuah gugus karboksil, sebuah gugus amino, dan
rantai samping (disebut sebagai grup "R"). Grup "R" ini
yang menjadikan setiap asam amino berbeda, dan ciri-ciri dari rantai samping
ini akan berpengaruh keseluruhan terhadap suatu protein. Ketika asam amino
bergabung, mereka membentuk ikatan khusus yang disebut ikatan peptida melalui
sintesis dehidrasi, dan menjadi Polipeptida, atau protein.
Asam nukleat (bahasa Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul biokimia
yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida
yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat yang paling umum adalah Asam
deoksiribonukleat (DNA) and Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada
semua sel hidup serta pada virus. Asam nukleat dinamai demikian karena
keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus) sel. Asam nukleat merupakan
biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida
terdiri dari tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau
pirimidin), sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat
dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut
(misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain
itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki
perbedaan: adenina, sitosina, dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA,
sedangkan timina dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan
hanya pada RNA. Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA (bahasa
Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah sejenis asam nukleat yang tergolong
biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme. Di dalam sel, DNA
umumnya terletak di dalam inti sel. Secara garis besar, peran DNA di dalam
sebuah sel adalah sebagai materi genetik; artinya, DNA menyimpan cetak biru
bagi segala aktivitas sel. Ini berlaku umum bagi setiap organisme. Di antara
perkecualian yang menonjol adalah beberapa jenis virus (dan virus tidak
termasuk organisme) seperti HIV (Human Immunodeficiency Virus). Asam
ribonukleat (bahasa Inggris:ribonucleic acid, RNA) adalah satu dari tiga
makromolekul utama (bersama dengan DNA dan protein) yang berperan penting dalam
segala bentuk kehidupan. Asam ribonukleat berperan sebagai pembawa bahan
genetik dan memainkan peran utama dalam ekspresi genetik. Dalam dogma pokok
(central dogma) genetika molekular, RNA menjadi perantara antara informasi yang
dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein.
Methode Pembuktian Protein
- Tes UV-Absorbsi
- Reaksi Xanthoprotein
- Reaksi Millon
- Reaksi Ninhydrin
- Reaksi Biuret
- Reaksi Bradford
- Tes Protein berdasar Lowry
- Tes BCA-
Bacaan lebih lanjut
- Gunawan, Andang (1999). Food Combining: Kombinasi Makanan Serasi Pola Makan untuk Langsing & Sehat. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. ISBN 979-655-336-8. (Indonesia)
Referensi
1. ^ Ussery D. 1998. Gene Expression & Regulation. http://www.cbs.dtu.dk/staff/dave/DNA_CenDog.html. Diakses pada 5 Mei 2010
2. ^ Jolane Abrams. 2010. DNA, RNA, and Protein: Life at its simplest. http://www.postmodern.com/~jka/rnaworld/nfrna/nf-rnadefed.html. Diakses pada 5 Mei 2010.
4. ^ a b Paustian T. 2001. Protein
Structure. University of Wisconsin-Madison. http://lecturer.ukdw.ac.id/dhira/BacterialStructure/Proteins.html. Diakses pada 5 Mei 2010.
5. ^ (Inggris)Anthony JF Griffiths, Jeffrey H Miller, David T Suzuki, Richard C
Lewontin, and William M Gelbart (2000). "An Introduction to Genetic Analysis". University of British Columbia, University of California, Harvard
University (ed. 7) (W. H. Freeman). hlm. Gene-protein relations. ISBN 0-7167-3520-2. Diakses 2010-08-15.
6. ^ Pribic R, Stokkum van IH, Chapman D, Haris PI, Bloemendal M. 1993.
Protein secondary structure from Fourier transform infrared and/or circular
dichroism spectra. Anal Biochem 214(2):366-78.
8. ^ Prasanna HA, Desai BLM, Rao MN. 1971. Detection of early
protein-calorie malnutrition (pre-kwashiorkor) in population groups. British
J Nutr 26:71-74.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar