BAB I

PENDAHULUANLatar belakang

Protein adalah salah satu bio-makromolekul yang penting perananya

dalam makhluk hidup. Fungsi dari protein itu sendiri secara garis besar dapat

dibagi ke dalam dua kelompok besar, yaitu sebagai bahan struktural dan

sebagai mesin yang bekerja pada tingkat molekular. Apabila tulang dan kitin

adalah beton, maka protein struktural adalah dinding batu-batanya. Beberapa

protein struktural, fibrous protein, berfungsi sebagai pelindung, sebagai contoh

a dan b-keratin yang terdapat pada kulit, rambut, dan kuku. Sedangkan protein

struktural lain ada juga yang berfungsi sebagai perekat, seperti kolagen.

Protein dapat memerankan fungsi sebagai bahan struktural karena

seperti halnya polimer lain, protein memiliki rantai yang panjang dan juga

dapat mengalami cross-linking dan lain-lain. Selain itu protein juga dapat

berperan sebagai biokatalis untuk reaksi-reaksi kimia dalam sistem makhluk

hidup. Makromolekul ini mengendalikan jalur dan waktu metabolisme yang

kompleks untuk menjaga kelangsungan hidup suatu organisma. Suatu sistem

metabolisme akan terganggu apabila biokatalis yang berperan di dalamnya

mengalami kerusakan

Rumusan masalah

Rumusan masalah yang dapat diambil dari latar belakang diatas adalah :

1. Apakah defenisi dan ciri-ciri protein?

2. Bagaimanakah Klasifikasi pada protein?

3. Apakah yang dimaksud dengan asam amino pada protein?

4. Bagaimanakah sifat fisik dari protein?

5. Apakah fungsi dari protein?

BAB II

PEMBAHASAN1. Defenisi dan Ciri-ciri protein

Istilah protein diperkenalkan pada tahun 1830-an oleh pakar kimia

Belanda bernama Mulder, yang merupakan salah satu dari orang-orang pertama

yang mempelajari kimia dalam protein secara sistematik. Ia secara tepat

menyimpulkan peranan inti dari protein dalam sistem hidup dengan

menurunkan nama dari bahasa Yunani proteios, yang berarti “bertingkat

pertama”. Protein merupakan makromolekul yang menyusun lebih dari separuh

bagian dari sel. Protein menentukan ukuran dan struktur sel, komponen utama

dari sistem komunikasi antar sel serta sebagai katalis berbagai reaksi biokimia

di dalam sel. Karena itulah sebagian besar aktivitas penelitian biokimia tertuju

pada protein khususnya hormon, antibodi dan enzim.

Keistimewaan lain dari protein ini adalah strukturnya yang mengandung

N (15,30-18%), C (52,40%), H (6,90-7,30%), O (21-23,50%), S (0,8-2%),

disamping C, H, O (seperti juga karbohidrat dan lemak), dan S kadang-kadang

P, Fe dan Cu (sebagai senyawa kompleks dengan protein). Dengan demikian

maka salah satu cara terpenting yang cukup spesifik untuk menentukan jumlah

protein secara kuantitatif adalah dengan penentuan kandungan N yang ada

dalam bahan makanan atau bahan lain (Sudarmaji, S, dkk. 1989. Analisa Bahan

Makanan dan Pertanian. Penerbit Liberty: Yogyakarta).

Ciri-ciri Protein

Protein diperkenalkan sebagai molekul makro pemberi keterangan,

karena urutan asam amino dari protein tertentu mencerminkan keterangan

genetik yang terkandung dalam urutan basa dari bagian yang bersangkutan

dalam DNA yang mengarahkan biosintesis protein. Tiap jenis protein ditandai

ciri-cirinya oleh:

1. Susunan kimia yang khas

Setiap protein individual merupakan senyawa murni

2. Bobot molekular yang khas

Semua molekul dalam suatu contoh tertentu dari protein murni mempunyai

bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang besar maka protein

mudah sekali mengalami perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya.

3. Urutan asam amino yang khas

Urutan asam amino dari protein tertentu adalah terinci secara genetik. Akan

tetapi, perubahan-perubahan kecil dalam urutan asam amino dari protein

tertentu (Page, D.S. 1997

2. Klasifikasi proteinKlasifikasi protein dalam biokimia didasarkan pada fungsi biologinya.

a. Enzim

Enzim merupakan golongan protein yang terbesar dan paling penting. Kira-kira

seribu macam enzim telah diketahui, dimana berfungsi sebagai biokatalisator

reaksi kimia dalam jasad hidup. Molekul enzim biasanya berbentuk globular

(bulat), sebagian terdiri dari satu rantai polipeptida dan ada yang lebih dari satu

rantai polipeptida.

Sebagai contoh adalah ribonuklease (enzim yang mengkatalisis hidrolisis

RNA), sitokrom (berperan dalam proses pemindahan elektron),  tripsin

(katalisator pemutus ikatan peptida).

b. Protein Pembangun

Protein ini berfungsi sebagai pembentuk struktur.

Sebagai contoh adalah glikoprotein (penunjang struktur dinding sel),   α-keratin

(terdapat dalam kulit, rambut), kolagen (serabut dalam jaringan penyambung),

mukoprotein (sekresi mukosa/lender).

c. Protein Kontraktil

Golongan protein ini berperan dalam proses gerak.

Sebagai contoh adalah myosin (filament tak bergerak dalam  miofibril), aktin

(filament yang bergerak miofibril), dinein (dalam rambut getar dan flagel).

d. Protein Pengangkut

Protein ini mempunyai kemampuan untuk mengikat molekul tertentu dan

melakukan pengangkutan melalui aliran darah.

Sebagai contoh adalah hemoglobin (alat pengangkut oksigen  dalam darah),

mioglobin (pengangkut oksigen dalam otot), serum albumin (pengangkut asam

lemak dalam darah), β-lipoprotein (pengangkut lipida dalam darah).

e. Protein Hormon

Seperti halnya enzim, hormon termasuk protein yang aktif.

Sebagai contoh adalah insulin (mengatur metabolisme glukosa),

adrenokortikotrop (mengatur sintesis kortikosteroid).

f. Protein Bersifat Racun

Beberapa protein bersifat racun terhadap hewan kelas tinggi

Sebagai contoh adalah Clostridium botulinum (keracunan bahan makanan),

bisah ular (penyebab terhidrolisisnya fosfogliserida), risin (racun dalam beras).

g. Protein Pelindung

Golongan ini umumnya terdapat dalam darah vertebrata.

Sebagai contoh adalah antibodi (terbentuk jika ada antigen), fibrinogen

(sumber pembentuk fibrin dalam pembekuan darah), trombin (komponen

dalam pembekuan darah).

h. Protein Cadangan

Protein ini disimpan untuk berbagai proses metabolisme dalam  tubuh. Sebagi

contoh adalah ovalbumin (protein pada putih telur), kasein (protein susu),

feritin (cadangan besi dalam limfa).

Struktur Molekul Protein

Para ahli biokimia seperti Kai Linderstrom (Denmark) membagi makro

molekul protein menjadi 4 struktur dasar yakni :

Struktur Primer Protein

1. Struktur Sekunder

Dari analisis difraksi sinar X dapat dipelajari struktur sekunder protein (gambar

4.23). Struktur ini  timbul karena ikatan hidrogen antara atom O dari gugus

karbonil (C=O) dengan atom H dari gugus amino (N–H) dalam rantai

polipeptida, hal ini memungkinkan terjdinya konformasi spiral (struktur helix).

Bilamana ikatan hydrogen terjadi antara dua rantai polipeptida, maka masing-

masing rantai tidak membentuk helix, melainkan rantai paralel yang berkelok

(konformasi β). Rantai ini dihubungkan silang oleh ikatan hidrogen

membentuk struktur lembaran berlipat.

Ada dua bentuk lembaran berlipat, yaitu bentuk paralel dan bentuk anti paralel.

Bentuk paralel terjadi apabila rantai polipeptida yang berikatan melalui ikatan

hidrogen itu sejajar dan searah, sedangkan bentuk anti paralel terjadi apabila

rantai polipeptida berikatan dalam posisi sejajar tetapi berlawanan arah

Struktur helix dan lembaran berlipat merupakan struktur sekunder protein.

2. Struktur Terzier

Bentuk penyusunan  bagian terbesar rantai cabang disebut struktur terzier,

artinya adalah susunan dari struktur sekunder yang satu dengan struktur

sekunder bentuk lain. Sebagai contoh beberapa protein yang mempunyai

bentuk α-helix dan bagian yang tidak membentuk α-helix.

Biasanya bentuk sekunder ini dihubungkan dengan  ikatan hydrogen, interaksi

hidrofobik, dan ikatan disulfida (ikatan terkuat dalam mempertahankan struktur

terzier protein).

Struktur terzier  menunjukkan kecenderungan polipeptida membentuk lipatan

atau gulungan, dengan demikian akan membentuk struktur yang kompleks dan

struktur ini dimantapkan oleh  adanya  beberapa ikatan antara gugus R pada

molekul asam amino yang membentuk protein.

3. Struktur Kuartener

Struktur primer, sekunder dan terzier umumnya hanya melibatkan satu rantai

polipeptida, tetapi bilamana struktur ini melibatkan beberapa polipeptida dalam

membentuk suatu protein, maka disebut struktur kuartener

3. Asam Amino pada proteinAsam amino merupakan komponen penyusun protein, setiap asam amino terdiri

dari gugus karboksilat (-COOH)  dan gugus amino serta yang membedakan

asam amino satu dengan asam amino lainnya yaitu dengan adanya rantai

samping (R)

  Klasifikasi asam amino

Berdasarkan sifat polar gugus R, maka asam amino terdiri dari 4 golongan

yakni :

a. Asam amino dengan  gugus R yang tidak mengutub

Asam amino dibagi menjadi beberapa golongan yakni  lima asam amino yang

mengandung gugus R alifatik (alanina, lesina, isolesina, valina, dan prolina),

dua dengan R aromatik (fenilalanina dan triptofana) dan satu mempunyai atom

sulfur (metionina).

b. Asam amino dengan gugus R  mengutub tidak bermuatan

Asam amino golongan ini lebih mudah larut dalam air, karena gugus R

mengutub dapat membentuk ikatan  hidrogen dengan molekul air. Kepolaran

serina, treonina, dan tirosina disebabkan oleh gugus  hidroksil, pada asparagina

dan glutamine oleh gugus amida, dan pada sisteina oleh gugus  sulfidril (-SH).

c. Asam amino dengan gugus R bermuatan negatif/asam amino asam

Asam amino asam mempunyai pH 6 s/d 7 dan terdiri dari asam aspartat dan

asal glutamate dimana masing-masing asam amino ini mempunyai dua gugus

karboksil

d. Asam amino dengan gugus R bermuatan positif/asam amino basa

Asam amino basa bermuatan positif pada pH 7 terdiri dari lisina yang

mengandung gugus amino, arginina mengandung gugus basa lemah

(imidazolium), histidina pada pH 6 umumnya bermuatan posistif.

4. Sifat-sifat fisik proteine. Protein globular

Terdiri dari polipeptida yang bergabung satu sama lain (berlipat rapat)

membentuk bulat padat. Misalnya enzim, albumin, globulin, protamin. Protein

ini larut dalam air, asam, basa, dan etanol.

f. Protein serabut (fibrous protein)

Terdiri dari peptida berantai panjang dan berupa serat-serat yang tersusun

memanjang, dan memberikan peran struktural atau pelindung. Misalnya fibroin

pada sutera dan keratin pada rambut dan bulu domba. Protein ini tidak larut

dalam air, asam, basa, maupun etanol

5. Fungsi proteina. Katalisis enzimatik

Hampir semua reaksi kimia dalam sistem biologi dikatalisis oleh enzim dan

hampir semua enzim adalah protein.

b. Transportasi dan penyimpanan

Berbagai molekul kecil dan ion-ion ditansport oleh protein spesifik. Misalnya

transportasi oksigen di dalam eritrosit oleh hemoglobin dan transportasi

oksigen di dalam otot oleh mioglobin.

c. Koordinasi gerak

Kontraksi otot dapat terjadi karena pergeseran dua filamen protein. Contoh

lainnya adalah pergerakan kromosom saat proses mitosis dan pergerakan

sperma oleh flagela.

d. Penunjang mekanis

Ketegangan kulit dan tulang disebabkan oleh kolagen yang merupakan protein

fibrosa.

e. Proteksi imun

Antibodi merupakan protein yang sangat spesifik dan dapat mengenal serta

berkombinasi dengan benda asing seperti virus, bakteri dan sel dari organisma

lain.

f. Membangkitkan dan menghantarkan impuls saraf

Respon sel saraf terhadap rangsang spesifik diperantarai oleh oleh protein

reseptor. Misalnya rodopsin adalah protein yang sensitif terhadap cahaya

ditemukan pada sel batang retina. Contoh lainnya adalah protein reseptor pada

sinapsis.

g. Pengaturan pertumbuhan dan diferensiasi

Pada organisme tingkat tinggi, pertumbuhan dan diferensiasi diatur oleh protein

faktor pertumbuhan. Misalnya faktor pertumbuhan saraf mengendalikan

pertumbuhan jaringan saraf. Selain itu, banyak hormon merupakan protein