Protein adalah komponen penting atau utama bagi sel hewan atau manusia. Protein 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, sulfur dan fosfor.Protein adalah bagian dari semua sel hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh setelah air. Seperlima bagian tubuh adalah protein, separuhnya ada didalam otot, seperlima dalam tulang dan tulang rawan, Sepersepuluh dalam kulit dan selebihnya dalam jaringan lain dan cairan tubuh. Disamping itu, asam amino yang membentuk protein bertindak sebagai prekursor, sebagian besar koenzim, hormon, asam nukleat, dan molekul-molekul esensial untuk kehidupan. Makanan yang mengandung protein atau merupakan sumber protein antara lain sebagai berikut :

DagingIkanTelurSusuTumbuhan berbji KentangProtein memiliki peran yang penting bagi tubuh manusia antara lain sebagai berikut :Sumber energi.Pembentukan dan perbaikan sel dan jaringan.Sebagai sintesis hormon,enzim, dan antibodi.Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel.

Tabel Fungsi dari protein secara terperinci adalah sebagai berikut :FungsiJenisContoh

KatalitikEnzimKatalase pepsin

StrukturalProtein strukturalKolagen, elastin, keratin

Motil (mekanik)Protein kontraktilAktin, Myosin

PenyimpananProtein angkutanKasein (susu), ovalbumin (telur), feritin (penyimpan besi)

PengangkutanProtein angkutanAlbumin serum (asam lemak) hemoglobin (oksigen)

PengaturProtein hormonenzim pengaturInsulinFosfofruktokinasa

PerlindunganAntibodiProtein penggumpalImun globulinTrombin, fibrinogen

Tanggap toksikProtein toksinToksin bisa ular, toksin bakteri (bortulisme, difteri)

Protein menyusun zat padat tubuh yaitu otot, enzim, protein plasma, antibodi, hormon. Protein merupakan rangkaian asam amino dengan ikatan peptide. Rantai polipeptida melipat sedemikian rupa membentuk suatu struktur yang khas (konformasi) di dalam protein. Konformasi tersebut merupakan bentuk tiga dimensi suatu protein yang membentuk struktur protein. Terdapat empat struktur pada protein: struktur pri-mer, sekunder, tersier, dan ada yang berbentuk quarterner. Struktur protein primer adalah suatu urutan linier asam amino yang bergabung melalui ikatan peptida. Struktur sekunder dari suatu protein meliputi suatu pelipatan pada rantai polipeptida. Secara umum ada dua bentuk umum dari struktur sekunder yaitu -helix dan -pleated sheet (konformasi ). Bentuk -helix adalah silindris, terjadi karena adanya ikatan hidrogen yang parallel sepanjang sumbu helixnya. Pada tipe konformasi , ikatan hidrogen terbentuk diantara rantai polipeptida yang berdekatan atau berdampingan secara parallel atau anti parallel. Struktur tersier protein adalah bentuk atau susunan tiga dimensi dari semua asam amino di dalam polipeptida. Bentuk protein secara alamiah atau bentuk protein aktif berada dalam bentuk struktur tersier yang ditentukan oleh banyak ikatan non kovalen. Jika suatu protein terdiri dari dua atau lebih polipeptida dinamakan struktur quarterner. Hemoglobin pada sel darah merah manusia terdiri atas 4 rantai polipeptida maka dinamakan sebagai struktur quarterner. Masing-masing subunit poli-peptida dapat dihubungkan dengan ikatan kovalen (misalnya ikatan disulfide) atau ikatan non kovalen (interaksi elektro-statik, ikatan hidrogen, atau interaksi hidrofobik).Suatu protein merupakan untaian dari asam amino yang saling berikatan melalui suatu ikatan peptida. Ikatan peptida merupakan suatu ikatan kovalen antara gugus -amino dari suatu asam amino dengan gugus -karboksilat dari asam amino lainnya. Ketika dua asam amino bergabung dengan satu ikatan peptida maka dinamakan dipeptida. Penambahan sejumlah asam amino menghasilkan rantai yang panjang dari gabungan asam-asam amino yang dinamakan oligopeptida (mengandung sampai 25 residu asam amino) dan polipeptida (mengandung > 25 residu asam amino).

Asam AminoAsam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Berdasarkan biosintesis Asam amino tebagi dua jenis Asam amino yaitu : Essential : Histidin, Isoleusin, Leusin, Lysin, Metionin, Fenilalanin, Treonin, Triftofan, Valin. Nonessential : Alanin, Arginin, Asparagin, Asam aspartat, Cysteine, Asam glutamat, Glutamine, Glycine, Proline, Serine, Tyrosine, Hydroxylysine, Hydroxyproline.Asam amino essential adalah asam amino yang tidak dapat di sintesis oleh tubuh dan berasal dari makanan yang kita makan. Sedangkan asam amino non essential adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh dan yang berasal dari tubuh. Sumber asam amino :1. Protein dalam makanan2. Proses synthesa asam amino nonessential (transaminasi terhadap metabolite)3. Degradasi protein tubuh. Kegunaan asam amino :1. Membentuk protein yang dibutuhkan2. Membentuk glukosa3. Membentuk badan-badan keton, dll4. Menghasilkan energy5. Membentuk molekul nonprotein (derivat asam amino).

Proses Metabolisme ProteinMatabolisme adalah segala proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup. Proses metabolisme terbagi menjadi dua yaitu Anabolisme dan Katabolisme. Anabolisme adalah proses sintesis molekul kimia kecil menjadi besar yang mebutuhkan energi (ATP). Katabolisme adalah proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil yang melepaskan energi (ATP).Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk digunakan proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan diluar hati. Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorbsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel. Banyaknya asam amino dalam darah tergantung keseimbangan antara pembentukan asam amino dan penggunaannya. Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan perubahan tertentu dengan kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam darah, hati dan organ tubuh lain mempunyai waktu paruh antara 2,5 sampai 10 hari. Rata-rata tiap hari 1,2 gram protein per kilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain. Ada tiga kemungkinan mekanisme perubahan protein, yaitu :1. Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan dibentuk sel sel baru. Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang lain, untuk mengganti protein dalam jaringan yang mengalami proses penguraian dan untuk mengganti nitrogen yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea.2. Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis protein baru, tanpa ada sel yang mati. Protein dari makanan diuraikan lagi dengan proses dimulai dari proses pencernaan di mulut sampai di usus halus, dilanjutkan dengan proses metabolisme asam amino. Yaitu sebagian besar zat makanan yang mengandung protein dipecahkan menjadi molekul-molekul yang lebih kecil terlebih dahulu sebelum diabsorpsi dari saluran pencernaan. 3. Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.

Protein dalam makanan dicerna dalam lambung dan usus di katabolisme menjadi asam amino yang diabsorbsi dan dibawa oleh darah. Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino masuk darah. Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan. Asam amino dalam darah di bawa ke hati menjadi asam amino dalam hati (ekstra sel), kemudian asam amino tersebut ada yang di simpan dalam hati (intra sel) dan sebagian dibawa oleh darah ke jaringan-jaringan tubuh. Jumlah asam amino dalam darah tergantung dari jumlah yang diterima dan jumlah yang digunakan. Pada proses pencernaan makanan, protein diubah menjadi asam amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim enzim yang bersangkutan. Enzim-enzim yang bekerja pada proses hidrolisis protein antara lain ialah pepsin, tripsin, kimotripsin, karboksi peptidase, amino peptidase, tripeptidase dan dipeptidase.Bila tubuh kekurangan protein maka asam amino ini diubah menjadi protein dan sebaliknya jika tubuh membutuhkan asam amino dari dalam tubuh maka protein di rombak kembali menjadi asam amino. Dan asam amino ini juga berfungsi membentuk senyawa N lain yang berfungsi untuk pembentukan sel-sel tubuh, senyawa nitrogen ini merupakan bagian utama dari semu protein, enzim, dan proses metabolik yang disertakan pada sintesa dan perpindahan energi.Keseimbangan nitrogen tubuh dikatakan positif bila N masuk tubuh > N yang keluar dari tubuh berarti sintesis protein lebih besar dari pada katabolismenya, terjadi misalnya pada masa penyembuhan, masa pertumbuhan, masa hamil. Keseimbangan nitrogen yang negatif berarti katabolisme protein > sintesisnya, terjadi misalnya pada waktu kelaparan, sakit keseimbangan nitrogen yag setimbang terdapat pada orang dewasa normal dan sehat.

Reaksi Metabolisme Asam AminoManusia melakukan pergantian protein tubuh sebanyak 1-2 % dari total protein tubuh, khususnya protein otot. Dari total asam amino yang dihasilkan melalui proses tersebut sebanyak 75-80% digunakan kembali untuk sintesis protein baru, sedangkan 20-25% sisanya akan membentuk Urea. Jika jumlah protein terus meningkat maka protein sel dipecah jadi asam amino untuk dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak. Proses metabolisme protein meliputi degradasi protein (makanan dan protein intraseluler) menjadi asam amino. Tahap awal pembentukan metabolisme asam amino, melibatkan pelepasan gugus amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino. Pemecahan protein jadi asam amino terjadi di hati dengan proses deaminasi atau transaminasi.a. Deaminasi adalah proses pembuangan gugus amino dari asam amino dalam bentuk urea. Asam amino dengan reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam glutamat. Dalam beberapa sel misalnya dalam bakteri, asam glutamat dapat mengalami proses deaminasi oksidatif yang menggunakan glutamat dehidrogenase sebagai katalis. Pemecahan protein dalam tubuh yaitu sebagai berikut :Diaminasi: asam amino + NAD+ asam keto + NH3 Asam glutamat + NAD+a ketoglutarat + NH4+ + NADH + H+Dalam proses ini asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk NH4+. Selain NAD+ glutamat dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP+ sebagai aseptor elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir proses transaminasi, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang penting dalam metabolisme asam amino oksidase dan D-asam oksidase.b. Transaminasi adalah proses perubahan asam amino menjadi asam keto. Deaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein zat yang dapat masuk kedalam siklus Krebs. Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam reaksi transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada salah satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase yang bekerja sebagai katalis dalamreaksi berikut :

Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto. Alanin transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin. Glutamat transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamat-ketoglutarat sebagai satu pasang substrak .Reaksi transaminasi terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan sitoplasma. Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai koenzim. Telah diterangkan bahwa piridoksalfosfat tidak hanya merupakan koenzim pada reaksi transaminasi, tetapi juga pada reaksi-reaksi metabolisme yang lain.Amonia (NH3) merupakan racun bagi tubuh yang dapat meracuni otak sehingga menjadi coma, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal, sehingga harus diubah dahulu jadi urea (di hati), agar dapat dibuang oleh ginjal. Namun jika hati ada kelainan (sakit) maka proses perubahan NH3 menjadi urea terganggu dan akan menimbulkan penumpukan NH3 dalam darah yang disebut uremia. Berikut siklus urea untuk pengeluaran NH3 dari dalam tubuh. Bila ada kelebihan asam amino dari jumlah yang digunakan maka asam amino diubah menjadi asam keto. Proses perubahan tersebut terjadi dalam siklus asam sitrat. Atau diubah mejadi urea. Berikut proses perubahan asam amino menjadi asam keto dalam siklus sitrat. Asam amino yang dibuat dalam hati atau dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk digunakan. Proses anabolisme dan katabolisme terjadi dalam hati dan jaringan. Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber yaitu:Absorbsi melalui dinding ususHasil katabolisme protein dalam selHasil anabolisme asam amino dalam sel

Hidrolisis ProteinHidrolisis protein merupakan proses pemutusan ikatan peptida dari protein menjadi komponen-komponen yang lebih kecil seperti pepton, peptida dan asam amino. Hidrolisis ikatan peptida akan menyebabkan beberapa perubahan pada protein, yaitu meningkatkan kelarutan karena bertambahnya kandungan NH3+ dan COO- dan berkurangnya berat molekul protein atau polipeptida, serta rusaknya struktur globular protein.Waktu yang digunakan untuk hidrolisis pada ikatan peptida bergantung pada asam amino. Biasanya, ikatan peptida antara asam amino alifatik membutuhkan waktu yang sangat lama untuk diuraikan. Hidrolisis yang memakan waktu 24 jam pada suhu 110oC kurang mampu memecahkan ikatan peptida. Sedangkan hidrolisis yang memakan waktu 2-3 hari mampu menguraikan dengan sempurna isoleusin dan ikatan valin. Dipeptida menjadi 2 asam amino

Ada empat cara untuk menghidrolisis protein:1. Hidrolisis AsamHidrolisis dengan menggunakan asam kuat anorganik, seperti HCl atau H2SO4 pekat (4-8 normal), lalu dipanaskan pada suhu mendidih atau dapat dilakukan dengan tekanan di atas satu atmosfer, selama beberapa jam. Akibat samping yang terjadi dengan hidrolisis asam ialah rusaknya beberapa asam amino (triptofan, sebagian serin dan threonin).Cara lama:Protein dipanaskan dengan 6 N HCL selama 24 jam dengan suhu 110C

Cara cepat:Sampel protein diletakkan di tabung pada wadah tertutup yang berisi 6 N HCL dgn ruang kosong yang diisi oleh nitrogen. Wadah tersebut lalu diletakkan di oven selama 5-30 menit dengan suhu lebih dari 200C. Asam HCl akan terevaporasi dan dihidrolisasi oleh nitrogen.2. Hidrolisis BasaHidrolisis protein menggunakan basa merupakan proses pemecahan polipeptida dengan menggunakan basa / alkali kuat, seperti NaOH dan KOH pada suhu tinggi, selama beberapa jam, dengan tekanan di atas satu atmosfer. Namun serin dan threonin rusak dengan basa.3. Hidrolisis EnzimatikHidrolisis enzimatik dilakukan dengan mempergunakan enzim. Dapat digunakan satu jenis enzim saja, atau beberapa jenis enzim yang berbeda. Penambahan enzim perlu dilakukan pengaturan pada kondisi pH dan suhu optimum.Dibandingkan dengan hidrolisis secara kimia (menggunakan asam atau basa), hidrolisis enzimatik lebih menguntungkan karena tidak mengakibatkan kerusakan asam amino dan asam-asam amino bebas serta peptida dengan rantai pendek yang dihasilkan lebih bervariasi, reaksi dapat dipercepat kira-kira 1012 sampai 1020, tingkat kehilangan asam amino esensial lebih rendah, biaya produksi relatif lebih murah dan menghasilkan komposisi asam amino tertentu terutama peptida rantai pendek (dipeptida dan tripeptida) yang mudah diabsorbsi oleh tubuh.Salah satu cara lain untuk menghidrolisis kandungan protein dalam suatu bahan dapat menggunakan enzim proteolitik baik yang berasal dari bahan itu sendiri atau dengan penambahan enzim dari luar bahan. Enzim proteolitik yang ditambahkan dapat berasal dari hewan maupun dari tumbuhan. Menurut Reed (1975) enzim proteolitik atau enzim protease adalah enzim yang dapat memecah molekul-molekul protein dengan cara menghidrolisis ikatan peptida menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana seperti proteosa, pepton, polipeptida, dipeptida dan sejumlah asam-asam amino.