PROTEINPROTEIN

A. A. PENGERTIANPENGERTIAN PROTEIN PROTEINPROTEIN BERASAL DARI BAHASA YUNANI PROTEIN BERASAL DARI BAHASA YUNANI “PROTOS” “PROTOS”

THAT MEAN “THE PRIME IMPORTANCE” THAT MEAN “THE PRIME IMPORTANCE” ARTINYA : “TERUTAMA” ATAU “PENTING”ARTINYA : “TERUTAMA” ATAU “PENTING”

G. MULDERG. MULDER MENEMUKAN BAHWA MENEMUKAN BAHWASENYAWA INI DITEMUKAN PADA SEMUASENYAWA INI DITEMUKAN PADA SEMUAORGANISME HIDUP BAIK PADA TUMBUHAN ORGANISME HIDUP BAIK PADA TUMBUHAN MAUPUN HEWAN, MERUPAKAN KOMPONENMAUPUN HEWAN, MERUPAKAN KOMPONENTERBESAR DALAM JARINGAN TUMBUHAN DAN TERBESAR DALAM JARINGAN TUMBUHAN DAN TUBUH HEWAN TUBUH HEWAN

A. PENGERTIANA. PENGERTIAN

PROTEIN MERUPAKAN SENYAWA PROTEIN MERUPAKAN SENYAWA POLIPEPTIDAPOLIPEPTIDA

SETIAP PEPTIDA TERSUSUN ATAS ASAM SETIAP PEPTIDA TERSUSUN ATAS ASAM AMINO SEBAGAI KOMPONEN TERKECILAMINO SEBAGAI KOMPONEN TERKECIL

UNSUR PENYUSUNNYA : C,H,O,NUNSUR PENYUSUNNYA : C,H,O,N

B. ASAM AMINOB. ASAM AMINO► ASAM AMINO ADALAH SENYAWA YANG ASAM AMINO ADALAH SENYAWA YANG

TERSUSUN ATAS GUGUS TERSUSUN ATAS GUGUS KARBOKSIL (COOH)KARBOKSIL (COOH) DAN DAN GUGUS AMIN (NH2)GUGUS AMIN (NH2)

► STRUKTUR :STRUKTUR :

HH N N C C CC OHOH HH

ROO

HH

CN

O

OC

H

H

H

H

H

CN

O

OC

C

H

H

H

H

H

H

HGlycineThe simplest amino acid

Alanine

The side group

Structure of Amino Acid

CONDENSATION OF AMINO ACID

An OH group from the acid end of one amino acid and an H atom from the amino acid group of another join to form a molecule of water

Amino acid+Amino acid

HOH

waterDipeptida

A peptida bond (highlighted in red) forms between the two amino acids, creating a peptide

JENIS ASAM AMINOJENIS ASAM AMINO1.1. ASAM AMINO ESENSIAL (ASAM AMINO ESENSIAL (INDISPENSABLE AMINO INDISPENSABLE AMINO

ACID)ACID) ASAM AMINO YANG TIDAK DAPAT DISINTESISASAM AMINO YANG TIDAK DAPAT DISINTESIS OLEH TUBUH, HARUS DIPEROLEH DARI LUAR OLEH TUBUH, HARUS DIPEROLEH DARI LUAR

(MAKANAN)(MAKANAN)2. ASAM AMINO NON ESENSIAL (2. ASAM AMINO NON ESENSIAL (DISPENSABLE AMINO DISPENSABLE AMINO

ACID)ACID) ASAM AMINO YANG DAPAT DISINTESIS DI DALAM ASAM AMINO YANG DAPAT DISINTESIS DI DALAM

TUBUH, DARI SUPLAI NITROGENTUBUH, DARI SUPLAI NITROGEN3. ASAM AMINO SEMI ESENSIAL (3. ASAM AMINO SEMI ESENSIAL (CONDITIONALLY CONDITIONALLY

ESSENSIAL)ESSENSIAL) ASAM AMINO YANG PADA KONDISI TERTENTU ASAM AMINO YANG PADA KONDISI TERTENTU

TIDAK DAPAT DIBENTUK OLEH TUBUHTIDAK DAPAT DIBENTUK OLEH TUBUH

JENIS ASAM AMINOJENIS ASAM AMINOESENSIAL NON ESENSIAL SEMI ESENSIAL

Histidin AlaninLisin Arginin Arginin

Leusin AsparaginIsoleusin Asam aspartatMethionin Asam Glutamat

Valin Glutamin GlutaminThreonin Glisin

Venilalanin SerinTriptofan Prolin

Sistein SisteinTyrosin Tyrosin

C. FUNGSIC. FUNGSI1. SUMBER ENERGI2. MEMBENTUK STRUKTUR SEL3. MEMBENTUK SISTEM PERTAHANAN

TUBUH4. MEMBENTUK SENYAWA TUBUH YANG

ESENSIAL5. KESEIMBANGAN ASAM BASA6. KESEIMBANGAN CAIRAN TUBUH7. TRANSPOR ZAT GIZI

1. SUMBER ENERGI1. SUMBER ENERGI► PROTEIN DIGUNAKAN SEBAGAI PROTEIN DIGUNAKAN SEBAGAI

SUMBER ENERGI BILA SUPLAI SUMBER ENERGI BILA SUPLAI KARBOHIDRAT DAN LEMAK KARBOHIDRAT DAN LEMAK KURANGKURANG

► KARBOHIDRAT DAN LEMAK KARBOHIDRAT DAN LEMAK ADALAH ADALAH “PROTEIN-SPARING“PROTEIN-SPARING””

They spare amino acids from They spare amino acids from being burned for energy and being burned for energy and allow them to be used for allow them to be used for protein synthesisprotein synthesis

2. MEMBENTUK STRUKTUR SEL2. MEMBENTUK STRUKTUR SEL► SEL TERSUSUN ATAS PROTEINSEL TERSUSUN ATAS PROTEIN► FUNGSI PERTUMBUHAN DAN FUNGSI PERTUMBUHAN DAN

PEMELIHARAANPEMELIHARAAN► FUNGSI KOLAGEN YAITU SUATU FUNGSI KOLAGEN YAITU SUATU

PROTEIN FIBROUSA DI DALAM PROTEIN FIBROUSA DI DALAM TUBUH YANG MEERUPAKAN TUBUH YANG MEERUPAKAN KOMPONEN JARINGAN IKAT KOMPONEN JARINGAN IKAT ((CONNECTIVE TISSUECONNECTIVE TISSUE))

STRUCTURAL PROTEINSTRUCTURAL PROTEIN

PROTEIN PROVIDE STRUCTURE TO ALL CELLS INCLUDING HAIR, NAILS, SKIN, AND BONE

MOTOR PROTEIN : PROTEIN THAT TURN ENERGY INTOMECHANICAL WORK.MOTOR PROTEIN ACTIVE IN PROCESSES SUCH AS DIVIDING CELLS, CONTRACTING MUSCLE, SWIMMING SPERM

3. SISTEM PERTAHANAN TUBUH3. SISTEM PERTAHANAN TUBUH ► PROTEIN MEMBENTUK ANTIBODY YANG

BERTANGGUNG JAWAB UNTUK MELAWAN INFEKSI DAN BENDA ASING YANG MASUK DALAM TUBUH

► ANTIBODY : PROTEIN YANG DIHASILKAN OLEH B LIMFOSIT SEBAGAI RESPON ADANYA ANTIGEN (PROTEIN PADA VIRUS ATAU BAKTERI)

► IMUNOGLOBULIN (Ig A, Ig E, Ig M) ADALAH PROTEIN

4. KESEIMBANGAN CAIRAN TUBUH4. KESEIMBANGAN CAIRAN TUBUH ► PROTEIN DARAH DAPAT MENGHASILKAN TEKANAN

ONKOTIK, YAITU TEKANAN UNTUK MEMPERTAHANKAN AGAR CAIRAN TUBUH TETAP BERADA PADA KOMPARTEMENNYA

► CAIRAN : - INTRASEL : DI DALAM SEL - EKSTRASEL : a. INTERSELULER

B. INTRAVASKULAR

► DEFISIENSI PROTEIN DI DALAM DARAH AKAN MENYEBABKAN ODEMA KARENA TEKANAN ONKOTIK YANG DIHASILKAN OLEH PROTEIN TIDAK MAMPU MEMPERTAHANKAN CAIRAN UNTUK TETAP BERADA DI DALAM KOMPARTEMEN, SEHINGGA CAIRAN AKAN KELUAR----ODEMA

Tekanan onkotikTekanan onkotik

Tekanan darah yang dihasilkan jandtung (tek. Hidrostatik mendorong cairan keluar dari pembuluh darah -----odema

Protein darah akan menarik cairan kedalam

5. MENGATUR ASAM BASA5. MENGATUR ASAM BASA ► PROTEIN DARAH DAPAT BERPERAN

SEBAGAI BUFER► PH DARAH DITENTUKAN OLEH

KONSENTRASI ION HIDROGEN► SEMAKIN TINGGI KONSENTRASI ION H

SEMAKIN RENDAH PH (SEMAKIN ASAM)► ASAM : PH < 7

6. MEMBENTUK SENYAWA TUBUH 6. MEMBENTUK SENYAWA TUBUH ESENSIALESENSIAL

► HORMONHORMON SUATU SENYAWA YANG DIHASILKAN OLEH SUATU SENYAWA YANG DIHASILKAN OLEH

TUBUH TERSUSUN ATAS PROTEIN UNTUK TUBUH TERSUSUN ATAS PROTEIN UNTUK FUNGSI REGULATORFUNGSI REGULATOR

► ENZIMENZIM ADALAH PROTEIN YANG MENGKATALIS REAKSI ADALAH PROTEIN YANG MENGKATALIS REAKSI

KIMIA DI DALAM TUBUH KIMIA DI DALAM TUBUH

► HEMOGLOBIN HEMOGLOBIN KOMPONEN DARAH YANG TERSUSUN ATAS KOMPONEN DARAH YANG TERSUSUN ATAS

PROTEIN DAN ZAT BESI PROTEIN DAN ZAT BESI

Human Insulin

Human insulin is relatively small protein that consist of 51 amino acid in two short Polypeptide chains. Two brigdes link he two chains. A third bridge spans a section within the short chain. Known as disulfide bridges, these link involve the amino acidCystein (Cys), whose side group contains sulfur (S). Cystein connect to each other when bonds form between these side group.

7. TRANSPOR ZAT GIZI7. TRANSPOR ZAT GIZI

► PROTEIN DI DALAM DARAH DAPAT BERPERAN PENGANGKUT ZAT GIZI LAINNYA

► CONTOH : - RETINOL BINDING- PROTEIN (RBP) - TRANSFERIN- TRANSFERIN - LIPOPROTEIN- LIPOPROTEIN

D. DIGESTION AND D. DIGESTION AND ABSORPTIONABSORPTIONDigestion is facilitated mostly by the Digestion is facilitated mostly by the stomach’s acid and enzymes, wich stomach’s acid and enzymes, wich first denature dietary protein, then first denature dietary protein, then cleave them into smaller cleave them into smaller polypeptides and some amino acid.polypeptides and some amino acid.

Pancreatic an dintestinal enzymes Pancreatic an dintestinal enzymes split this poly peptides further to split this poly peptides further to oligo-, tri-,and dipeptides, and then oligo-, tri-,and dipeptides, and then split most of these to single amino split most of these to single amino acid. acid.

Then carries in the membranes of Then carries in the membranes of intestinal cells transport the amino intestinal cells transport the amino acid into the cells, where they are acid into the cells, where they are releases into the bloodstreamreleases into the bloodstream

What happen in each organd What happen in each organd on protein and HCl & on protein and HCl & enzymes?enzymes?

MOUTHSalivaryglands

gallblader

liver

esophagusstomach

pancreas

Pancreaticduct

Small intestine

PENCERNAAN PROTEINPENCERNAAN PROTEINMULUT : BELUM TERJADI PENCERNAANMULUT : BELUM TERJADI PENCERNAAN

LAMBUNG : LAMBUNG : PROTEINPROTEIN PEPTIDAHCL

PEPSIN

USUS HALUS : PEPTIDA ASAM AMINOPANKREATIK PROTEASE PEPTIDASE

ALKALI

PENCERNAANPENCERNAANDI LAMBUNGDI LAMBUNG► Terjadi denaturasi protein oleh HCl, sehingga protein Terjadi denaturasi protein oleh HCl, sehingga protein

mudah dipecah oleh enzimmudah dipecah oleh enzim

► Dinding lambung menghasilkan pro-enzim pepsinogen, Dinding lambung menghasilkan pro-enzim pepsinogen, yang diaktifkan oleh HCl menjadi enzim pepsinyang diaktifkan oleh HCl menjadi enzim pepsin

► Pepsin sangat aktif pada pH 2,5 dan inactif pada pH >5Pepsin sangat aktif pada pH 2,5 dan inactif pada pH >5

► Sekresi cairan lambung pH 0,8 dan bila bercampur Sekresi cairan lambung pH 0,8 dan bila bercampur dengan makanan maka pH menjadi 2-2,5 menjadi pH dengan makanan maka pH menjadi 2-2,5 menjadi pH yang ideal untuk mengaktifkan pepsin yang ideal untuk mengaktifkan pepsin

► Pepsin bertanggung jawab 10-20% dari proses Pepsin bertanggung jawab 10-20% dari proses

pencernaan pencernaan

PENCERNAANPENCERNAANDI USUS HALUSDI USUS HALUS► Pemecahan protein terjadi secara efektif di Pemecahan protein terjadi secara efektif di

usus halususus halus

► Dinding usus dan pankreas menghasilkan Dinding usus dan pankreas menghasilkan pro-enzim tripsinogen dan kimotripsinogen pro-enzim tripsinogen dan kimotripsinogen sebagai respon masuknya protein di dalam sebagai respon masuknya protein di dalam usus, yang berubah menjadi enzim tripsin usus, yang berubah menjadi enzim tripsin dan kimotripsin karena suasana alkalidan kimotripsin karena suasana alkali

► Enzim lainnya adalah peptidase memecah Enzim lainnya adalah peptidase memecah dipeptida menjadi asam aminodipeptida menjadi asam amino

E. METABOLISME PROTEINE. METABOLISME PROTEIN►DALAM KONDISI NORMAL, HANYA DALAM KONDISI NORMAL, HANYA

HANYA 15% PROTEIN DI DALAM HANYA 15% PROTEIN DI DALAM TUBUH YANG DIUBAH MENJADI ENERGITUBUH YANG DIUBAH MENJADI ENERGI

►PROTEIN DI DALAM TUBUH PROTEIN DI DALAM TUBUH MENGALAMI “TURN OVER”MENGALAMI “TURN OVER”

METABOLISMMETABOLISM The sum total of all the chamical reactions The sum total of all the chamical reactions

that go on in living cellsthat go on in living cells►Anabolism : reaction in which small Anabolism : reaction in which small

molecules are put together to build larger molecules are put together to build larger one. one.

Anabolic reactions require energyAnabolic reactions require energy►Catabolism : reactions in which large Catabolism : reactions in which large

molecules are broken down to smaller one.molecules are broken down to smaller one. Catabolic reaction release energyCatabolic reaction release energy

PROTEIN SYNTHESISPROTEIN SYNTHESIS►Protein can be synthesized in the body Protein can be synthesized in the body

cell (ribosome)cell (ribosome)►Each human being is unique because of Each human being is unique because of

small differences in the body’s proteins., small differences in the body’s proteins., which in turn, are determined by genes.which in turn, are determined by genes.

►When a cell makes a protein, it’s called When a cell makes a protein, it’s called the gene for that protein has been the gene for that protein has been “expressed. Cells can regulate gene “expressed. Cells can regulate gene expression to make the type of protein. expression to make the type of protein.

PROTEIN TURN OVER & AMINO ACID PROTEIN TURN OVER & AMINO ACID POOLPOOL

Protein turn over :Protein turn over :►Whitin each cell, protein are continually Whitin each cell, protein are continually

being made and brokenbeing made and broken►When protein break down, they free When protein break down, they free

amino acidamino acid►These amino acid mix with amino acid These amino acid mix with amino acid

from dietary protein form an “amino acid from dietary protein form an “amino acid pool” within the cells and circulating pool” within the cells and circulating bloodblood

NITROGEN BALANCENITROGEN BALANCE► In healthy adults, protein synthesis balance In healthy adults, protein synthesis balance

with degradation, and protein intake from foof with degradation, and protein intake from foof balances with nitrogen excretion in the urine, balances with nitrogen excretion in the urine, feces and sweat.feces and sweat.

►Nitrogen status is positive in growing infants, Nitrogen status is positive in growing infants, children, adolescents, pregnant womenchildren, adolescents, pregnant women

►Nitrogen status is negative in people who are Nitrogen status is negative in people who are starving or suffering other severe stresses starving or suffering other severe stresses such as burn, injuries, infections, feversuch as burn, injuries, infections, fever

PROTEIN KARBOHIDRAT

LEMAK

GLUKOSAASAM AMINO GLISEROL

ASAM LEMAK

ACETYL Co A

PIRUVAT

TCA CYCLE

NH3 H2O

CO2

JALUR METABOLISME PROTEIN

DIETARY PROTEIN

ASAM AMINO

POOL AADLM SEL

HATI : Kel. AA

Carbon Urea

GINJAL

Asam Lemak

GlukosaEnergi

Sintensis protein

BODY PROTEIN

Pemecahan AADari sell Degradasi

protein

Sintesis senyawaNon protein

“TURN OVER PROTEIN”

METABOLISME PROTEINMETABOLISME PROTEINPROSES METABOLISME PROTEIN ADA 2 MACAM :PROSES METABOLISME PROTEIN ADA 2 MACAM : 1. PROSES TRANSAMINASI1. PROSES TRANSAMINASI 2. PROSES DEAMINASI2. PROSES DEAMINASI

► TRANSAMINASI :TRANSAMINASI : PROSES PEMINDAHAN GUGUS AMIN DARI SATU ASAM PROSES PEMINDAHAN GUGUS AMIN DARI SATU ASAM

AMINO UNTUK MEMBENTUK ASAM AMINO BARUAMINO UNTUK MEMBENTUK ASAM AMINO BARU CONTOH : PEMBENTUKAN SISTIN DARI METIONINCONTOH : PEMBENTUKAN SISTIN DARI METIONIN

► DEAMINASIDEAMINASI PROSES PENGHILANGAN GUGUS AMIN SEHINGGA PROSES PENGHILANGAN GUGUS AMIN SEHINGGA

AKAN MEMBENTUK SENYAWA BARUAKAN MEMBENTUK SENYAWA BARU CONTOH : PEMBENTUKAN NIASIN DARI TRIPTOFANCONTOH : PEMBENTUKAN NIASIN DARI TRIPTOFAN

DEAMINATIONDEAMINATION►When amino acid are broken down (as When amino acid are broken down (as

occurs when they are used for energy), occurs when they are used for energy), they are first deaminated, stripped of their they are first deaminated, stripped of their amino groups.amino groups.

►Deamination produce ammonia, which the Deamination produce ammonia, which the cells release into the bloodstream. cells release into the bloodstream.

►The liver pick up the ammonia, converts it The liver pick up the ammonia, converts it into urea (a less toxic compound), and into urea (a less toxic compound), and returns urea into the blood.returns urea into the blood.

►The production of urea increase as dietary The production of urea increase as dietary protein increase (max 250 g/day)protein increase (max 250 g/day)

►Two products result from deamination :Two products result from deamination : 1. 1. αα keto acid (the carbon structure without keto acid (the carbon structure without amino group)amino group) 2. Ammonia (NH3), a toxic compound 2. Ammonia (NH3), a toxic compound ►Most amino acids can be used to Most amino acids can be used to

synthesize glucose from pyruvate, they synthesize glucose from pyruvate, they are called a glucogenic amino acidare called a glucogenic amino acid

►Some amino acids are converted Some amino acids are converted directly to acetyl CoA, they called directly to acetyl CoA, they called ketogenic amino acidketogenic amino acid

GlucogenicAmino acids

NH2

NH2

Piruvate

Acetyl CoA

TCA Cycle

KetogenicAmino acids

NH2

GlucogenicAmino acids

NH2

NH2

CoACoenzyme

AMINO ACID ENTER THE ENERGY PATHWAY

Coenzyme H+E-

To electronTransport chain

CO2

TRANSAMINATIONTRANSAMINATION►The transfer of an amino group from The transfer of an amino group from

one amino acid to keto acid, producing one amino acid to keto acid, producing a new non essential amino acid and a a new non essential amino acid and a new keto acidnew keto acid

►Through many such transamination Through many such transamination reactions, involving many different keto reactions, involving many different keto acids, the liver cells can synthesize the acids, the liver cells can synthesize the non essential amino acids non essential amino acids

C O

COOH

Side group

CH NH2

Sidegroup

COOH

+

CH NH2

COOH

C O

COOH

Sidegroup

Side group

+

Keto acid A Amino acid B

Amino acid A Keto acid B

TRANSAMINATION

Blood stream

Liver

Blood stream

UreaUrea

Amonia+CO2

(NH3)

UreaKidney

To blader & out of body

UREA EXCRETIONThe liver and kidneys both play a role inDisposing of excess nitrogen.

Person with liver disease has high blood ammonia

Person with kidney disease has high blood urea