protein

Protein merupakan senyawa terpenting penyusun sel hidup yang terdapat dalam semua jaringan hidup, baik tumbuhan, hewan, maupun tubuh kita. Protein sangat penting bagi makhluk hidup, antara lain sebagai sumber energi, menyintesis atau memperbaiki jaringan yang rusak, alat transport, melindungi kita dari berbagai penyakit, dan sebagai enzim yang mengkatalis berbagai reaksi metabolisme.

Protein adalah makromolekul yang tersusun dari rantai-rantai panjang asam alfa amino dengan massa molekul relatif berkisar dari 6000 hingga beberapa juta. Oleh karena itu, pembahasan akan dimulai dengan komponen penyusun protein, lalu dilanjutkan struktur dan penggolongan protein, serta uji pengenalan protein.

2.2. Asam Amino

Asam amino merupakan turunan (derivat) asam alkanoat, dimana satu atom H-nya disubsitusi oleh gugus amino. Oleh karena itu, setidaknya asam amino mengandung satu gugus karboksil (-COOH) dan satu gugus amino (-NH2). Asam amino dalam protein disebut juga asam alfa amino, karena gugus amino terikat pada atom C alfa (yaitu atom karbon yang terikat langsung pada gugus karboksil).

Struktur dasar dari asam amino diberikan berikut ini :

Jika gugus –R diganti atom H, diperoleh glisin.

Jika gugus –R diganti metil, diperoleh alanin.

Protein merupakan polimer dari sekitar 20 asam amino yang dibedakan menjadi asam amino esensial dan asam amino nonesensial. Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis tubuh (harus disuplai dari luar), sedangkan asam amino nonesensial adalah asam amino yang dapat disintesis dalam tubuh.

Gugus –R pada setiap asam amino berperan dalam menentukan struktur, kelarutan, dan fungsi biologis protein.

Ada dua jenis gugus –R, yaitu:

· Gugus nonpolar yang merupakan hidrokarbon dan bersifat hidrofobik (menolak air atau tidak larut dalam air).

· Gugus polar yang mengandung gugus seperti -NH2, -OH, -COOH, yang bersifat hidrofilik (larut dalam air).

Beberapa contoh asam amino dengan gugus –R polar dan nonpolar diberikan pada tabel berikut :

Semua asam amino bersifat optis aktif, karena minimal memiliki 1 atom C asimetris yaitu atom C-α, kecuali glisin.

Telah kita ketahui bahwa gugus karboksil (-COOH) bersifat asam (dapat melepas H+), sedangkan gugus amino (-NH2) bersifat basa (dapat menyerap H+). Oleh karena itu, molekul asam amino dapat mengalami reaksi asambasa intramolekul membentuk suatu ion dipolar yang disebut ion zwitter.

Asam amino bersifat amfoter, bereaksi baik dengan asam maupun basa karena memiliki gugus asam dan gugus basa. ]ika direaksikan dengan asam, maka asam amino akan menjadi suatu kation.

Sebaliknya, jika asam amino direaksikan dengan basa, maka asam amino menjadi anion.

Dalam larutan, muatan asam amino ini bergantung pada pH larutan. Ada tiga kemungkinan yang dapat terjadi. Perhatikan penjelasan berikut ini:

H3N+	-o-	COOH	Pada kondisi lebih asam/ asam amino bermuatan positif
H3N+	-o-	COO-	Pada titik isolistrik (TIL), asam amino netral
H2N	-o-	COO-	Pada kondisi larutan  lebih  basa, asam  amino  bermuatan  negatif

2.3. Struktur Protein

Struktur yang dimiliki protein jauh lebih kompleks dibandingkan dengan struktur karbohidrat. Struktur ini memegang peranan penting dalam menentukan aktivitas biologisnya. Struktur protein dapat dibedakan menjadi empat tingkatan yaitu struktur primer, sekunder, tersier dan kuarterner.

Struktur primer adalah urut-urutan asam amino dalam rantai polipeptida yang menyusun protein. Protein pertama yang berhasil ditentukan struktur primernya adalah insulin, yaitu hormon yang berfungsi mengatur kadar gula darah. Struktur primer dari insulin sapi.

Struktur sekunder berkaitan dengan bentuk dari suatu rantai polipeptida. Oleh karena adanya ikatan hidrogen antara atom hidrogen dari gugus amino dengan atom oksigen dari gugus karboksil dalam satu rantai, suatu rantai polipeptida menggulung seperti spiral (alfa heliks) atau seperti lembaran kertas continues form (beta-pleated sheet), atau bentuk triple helix.

Struktur tersier protein merupakan bentuk tiga dimensi dari suatu protein. Bagaikan seutas mie yang diletakkan di dalam cawan, suatu rantai polipeptida dapat melipat atau menggulung sehingga mempunyai bentuk tiga dimensi tertentu.

Setiap protein mempunyai bentuk tiga dimensi tertentu. Jadi, semua molekul hemoglobin, sebagai contoh, mempunyai bentuk tiga dimensi yang sama. Bentuk tiga dimensi protein sangat berperan dalam menentukan fungsi biologis protein tersebut. Sering kali suatu molekul organik bukan protein terikat pada rantai polipeptida dalam struktur tersiernya, suatu polipeptida yang terdiri dari 153 residu asam amino terikat pada satu unit heme.

Sebagian protein hanya mengandung rantai tunggal polipeptida, tetapi yang lain, yang disebut protein oligomer, terdiri dari dua atau lebih rantai. Sebagai contoh, hemoglobin mempunyai empat rantai. Masing-masing rantai merupakan satu subunit protein. Susunan subunit-subunit dalam protein oligomer disebut struktur kuarterner.

Dua molekul asam amino dapat berpolimerisasi kondensasi dengan melepas molekul H2O sebagai berikut.

Ikatan yang mengikat dua molekul asam amino itu disebut ikatan peptida, dan senyawa yang terbentuk disebut dipeptida.

Contoh :

Jika suatu larutan protein, misalnya putih telur dipanaskan secara perlahanlahan sampai kira-kira 60-70ºC, lambat laun larutan menjadi keruh dan akhirnya mengalami koagulasi. Larutan tidak dapat larut lagi meskipun didinginkan. Perubahan seperti ini disebut denaturasi protein. Denaturasi protein adalah perubahan struktur protein yang diakibatkan adanya pemanasan perlahanlahary perubahan pH yang ekstrim atau pengguncangan yang intensif.

2.4. Penggolongan Protein

Protein dapat dibedakan berdasarkan komposisi kimia, bentuk maupun fungsi biologisnya.

a. Penggolongan Protein Berdssarkan Komposisi Kimianya

Berdasarkan komposisi kimianya proteindi bedakan menjadi dua, yaitu protein sederhana, dan protein konjugasi. Protein sederhana hanya terdiri atas asam amino tanpa gugus kimia lain, sedangkan protein konjugasi terdiri atas rantai polipeptida yang terikat pada gugus kimia lain. Bagian yang bukan asam amino dari protein konjugasi disebut gugus prostetik. Protein konjugasi digolongkan berdasarkan jenis gugus prostetiknya, di antaranya diberikan pada Tabel.

b. Penggolongan Protein Berdasarkan Bentuknya

Berdasarkan bentuknya, protein digolongkan menjadi dua, yaitu protein serabut dan protein globular.

1. Protein serabut, mempunyai ciri-ciri:

· serabut panjang dan tidak berlipat menjadi globulal,

· tidak larut dalam air,

· mempunyai fungsi struktural ataupelindung, dan

· mempunyai sedikit struktur tersier atau tidak sama sekali.

Contoh : kolagen, fibroin, keratin, miosin, aktin, serta fibrin.

2. Protein globular, mempunyai ciri-ciri:

· merupakan protein yang sangat besar,

· memiliki struktur tersier dan terkadang struktur kuartener yang kompleks, yang tergabung dan terlipat membentuk suatu globular atau bulatan, dan

· umumnya larut dalam air dan mudah berdifusi.

Contoh : enzim, antibodi (imunoglobulin), protein transpor (hemoglobin), protein penyimpanan (kasein dan albumin).

c. Penggolongan Protein Berdasarkan Fungsi Biologinya

Berdasarkan fungsi biologinya, protein dapat digolongkan menjadi tujuh golongan:

1. Protein struktur, berperan sebagai penyangga, untuk memberikan struktur biologi kekuatan / perlindungan.

Contoh : kolagen, keratin, dan fibroin.

2. Protein nutrien dan penyimpan,berfungsi sebagai cadangan makanan.

Contoh : ovalbumin pada telur, dan kasein pada susu.

3. Protein pengatur, berfungsi mengatur aktivitas seluler atau fisiologi.

Contoh : hormon

4. Protein transpor, yang mengikat dan memindahkan molekul atau ion spesifik. Contoh : hemoglobin

5. Protein kontraktil, yang memberikan kemampuan pada organisme ntuk mengubah bentuk atau bergerak.

Contoh : aktin dan miosin.

6. Enzim, berfungsi sebagai biokatalis.

Contoh : tripsin dan ribonuklease.

7. Antibodi, berfungsi melindungi organisme terhadap serangan penyakit.

Contoh : imunoglobin, fibrinogen, dan trombin.