PROTEIN

TUGAS KIMIA
Novia Wirna Putri
0810332014


Nama protein berasal dari kata Yunani yaitu protebos yang artinya pertama atau yang terpenting. Protein merupakan zat gizi yang sangat penting karena yang paling erat hubungannya dengan proses-proses kehidupan. Di dalam sel, protein terdapat sebagai protein struktural maupun sebagai protein metabolik.
Molekul protein mengandung unsur-unsur C, H, O dan unsur khusus yang terdapat di dalam protein yaitu unsur N, dan kadang juga mengandung unsur S dan P. Ikatan antar molekul ini disebut ikatan peptida (-CONH-). Karena protein disusun oleh banyak asam amino yang membentuk rantai maka protein dikenal juga dengan polipeptida. Suatu molekul polipeptida disusun oleh 12 sampai 18 macam asam amino yang berikatan membentuk sebuahrantai panjang yang tersusun oleh ratusan asam amino.

1. Struktur Protein
Setiap protein mempunyai struktur yang spesifik. Struktur protein memiliki peranan penting dalam menentukan aktivitas biologisnya. Struktur protein dapat dibedakan ke dalam 4 tingkatan yaitu :
2. Struktur Primer
Yaitu 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.

Gambar 1. Struktur Primer Protein
3. Struktur Sekunder
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 .

a-heliks b-sheet
Gambar 2. Struktur Sekunder Protein

4. Struktur Tersier
Merupakan bentuk tiga dimensi dari suatu protein. Suatu rantai polipeptida dapat melipat atau menggulung sehingga mempunyai bentuk tiga dimensi tertentu. Bentuk tiga dimensi protein sangat berperan dalam menentukan fungsi biologis protein tersebut.

Gambar 3. Struktur Tersier Protein

5. Struktur Kuartener
Sebagian protein hanya mengandung rantai tunggal polipetida, tetapi yang lain, yang disebut sebagai protein oligomer, terdiri dari dua rantai atau lebih. Sebagai contoh, hemoglobin yang mempunyai empat rantai. Masing masing rantai merupakan satu subunit protein. Susunan subunit-subunit dalam protein oligomer tersebut dinamakan struktur kuartener.

Gambar 4. Struktur Kuartener Protein

2. Jenis-jenis protein
Berdasarkan komponen-komponen yang menyususn protein yaitu :
a) Protein bersahaja ( simple protein )
Hasil hidrolisa total protein jenis ini merupakan campuran yang hanya terdiri atas asam-asam amino.
b) Protein kompleks ( complex protein )
Hasil hidrolisa total dari protein jenis ini, selain terdiri atas berbagai jenis asam amino, juga terdapat komponen lain, misalnya unsur logam, gugusan phosphat dan sebagainya.
c) Protein derivat ( protein derivative )
Protein ini merupakan ikatan antara ( intermediate product )sebagai hasil hidrolisa parsial dari protein native, misalnya albumosa, peptone, dan sebagainya.

Berdasarkan sumbernya, protein diklasifikasikan menjadi :
a) Protein hewani
Yaitu protein dalam bahan makanan yang berasal dari binatang, seperti protein daging, protein susu, dan lain-lain.

b) Protein nabati
Yaitu protein yang berasal dari bahan makanan tumbuhan, seperti protein dari jagung, terigu, dan lainnya.

Berdasarkan fungsi fisioligiknya, berhubungan dengan daya dukungnya bagi pertumbuhan badan dan bagi pemeliharaan jaringan :
a) Protein sempurna
Bila protein ini sanggup mendukung pertumbuhan badan dan pemeliharaan jaringan
b) Protein setengah sempurna
Bila protein ini sanggup mendukung pemeliharaan jaringan, tetapi tidak sanggup mendukung pertumbuhan badan.
c) Protein tidak sempurna
Bila protein ini tidak sanggup menyokong pertumbuhan badan, maupun pemeliharaan jaringan.

Berdasarkan komposisi kimia, bentuk, atau fungsi biologisnya, protein dapat dibedakan :
a) Enzim
Yaitu protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Hampir semua reaksi senyawa organik dalam sel dikatalisis enzim. Lebih dari 2.000 jenis enzim telah ditemukan di dalam berbagai bentuk kehidupan.
b) Protein transpor
Yaitu protein yang mengikat dan memindahkan molekul atau ion spesifik. Hemoglobin dalam sel darah merah mengikat oksigen dari paru-paru, dan membawanya ke jaringan periferi. Lipoprotein dalam plasma darah membawa lipid dari hati ke organ lain. Protein transpor lain terdapat dalam dinding sel dan menyesuaikan strukturnya untuk mengikat dan membawa glukosa, asam amino, dan nutrien lain melalui membran ke dalam sel.

c) Protein nutrien dan penyimpan
Yaitu protein yang berfungsi sebagai cadangan makanan. Contohnya ialah protein yang terdapat dalam biji-bijian seperti gandum, beras, dan jagung. Ovalbumin pada telur dan kasein pada susu jugamerupakan protein nutrien.
d) Protein kontraktil
Yaitu protein yang memberikan kemampuan pada sel dan organisme untuk mengubah bentuk atau bergerak. Contohnya ialah aktin dan miosin, yaitu protein yang berperan dalam sistem kontraksi otot kerangka.
e) Protein struktur
Yaitu protein yang berperan sebagai penyangga untuk memberikan struktur biologi kekuatan atau perlindungan. Contohnya ialah kolagen, yaitu komponen utama dalm urat dan tulang rawan. Contoh lain adalah keratin yang terdapat pada rambut, kuku, dan bulu ayam/ burung
f) Protein pertahanan
Yaitu protein yang melindungi organisme terhadap serangan organisme lain ( penyakit ). Contohnya adalah imunoglobin atau antibodi yang terdapat dalam vertebrata. Protein ini dapat mengenali dan menetralkan bakteri, virus, atau protein asing.
g) Protein pengatur
Yaitu protein yang berfungsi mengatur aktivitas seluler atau fisiologi. Contohnya hormon, seperti insulin yang mengatur metabolisme gula darah. Kekurangan insulin akan menyebabkan penyakit diabetes.

3. Sumber Protein
Dalam kualifikasi protein berdasarkan sumbernya, yaitu protein hewani dan protein nabati. Sumber protein hewani dapat berbentuk daging, hati, susu, dan telur. Ikan, kerang-kerangan dan jenis udang merupakan kelompok sumber protein yang baik karena mengandung sedikit lemak. Ayam dan jenis burung lainnya serta telurnya juga merupakan sumber protein hewani yang berkualitas baik. Sumber protein nabati di dapat dari tumbuh-tumbuhan seperti kacang kedele, hasilnya seperti tempe, tahu, dan lainnya.
Berdasarkan asam amino yang menyusun polipeptida protein dapat digolongkan menjadi 3 yaitu :
a. Protein sempurna
Protein yang mengandung asam-asam amino esensial lengkap,baik macam maupun jumlahnya. Contohnya kasein pada susu dan albumin pada putih telur. Pada umumnya protein hewani adalah protein sempurna.
b. Protein kurang sempurna
Protein yang mengandung asam amino esensial lengkap, tetapi beberapa diantaranya jumlahnya sedikit. Protein ini tidak dapat mencukupi untuk kebutuhan pertumbuhan, tetapi hanya dapat mempertahankan kehidupan jaringanyang sudah ada. Contohnya protein legumin pada kacang-kacangan dan gliadin pada gandum
c. Protein tidak sempurna
Protein yang tidak mengandung atau sangat sedikit mengandung asam amino esensial. Protein ini tidak dapat mencukupi untuk pertumbuhan dan mempertahankan kehidupan jaringan yang sudah ada. Contohnya zein pada jagung dan beberapa protein nabati lainnya.

4. Fungsi Protein
- Sintesis protein yang digunakan untuk menyusun sel-sel baru untuk pertumbuhan dan memperbaiki sel-sel tubuh yang rusak
- Sebagai zat-zat pengatur yaitu mengatur proses-proses metabolisme dalam bentuk enzim dan hormon ( bahan baku enzim dan hormon ).
- Sebagai mekanisme pertahanan tubuh melawan berbagai mikroba dan zat toksik lain yang datang dari luar tubuh.
- Protein adalah salah satu sumber energi, terutama jika penghasil energi yang paling utama ( karbohidrat dan lemak) tidak mencukupi.
- Protein berperan menyimpan dan meneruskan sifat-sifat keturunan.
- Protein berperan sebagai zat pembangun.
- Untuk menjaga kestabilan tekanan osmotik cairan di dalam rongga tubuh.

5. Asam Amino
Struktur asam amino terdiri atas beberapa bagian, yaitu :
1. Gugusan amino
2. Gugusan karboksil
3. Gugusan sisa molekul

R - CH - COOH

NH2

COOH = Karboksil
NH2 = Amino
R = Sisa molekul

Asam Amino memiliki sekitar 20 jenis yang terklasifikasi pada jenis asam amino esensial, asam amino, non esensial.
1. Asam Amino Esensial
Asam amino esensial adalah asam amino yang harus di datangkan dari luar tubuh manusia karena sel-sel tubuh tidak dapat mensintesisnya. Asam-asam amino tersebut sebagian besar hanya dapat disintesis di dalam sel-sel tumbuhan, sebab untuk sintesisnya diperlukan senyawa nitrat organik. Kekurangan satu saja asam amino akan mengganggu sintesis protein.
Asam amino esensial terdiri atas isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, valin, triptofan. Arginin dan histidin esensial pada anak-anak.
2. Asam Amino Non esensial
Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat disintesis di dalam tubuh manusia dengan bahan baku lainnya. Asam amino non esensial terdiri atas alanin, asparagin, asam aspartat, asam glutamat, glutamin, prolin.
Namun, selain itu, beberapa ahli juga membagi asam aminoini menjadi 3 golongan yaitu ditambah dengan asam amino semi esensial dengan pengertian asam amino yang dapat menghemat pemakaian beberapa asam amino esensial. Beberapa diantaranya yaitu sistin, glisin, serin, tirosin.

6. Metabolisme Protein
Protein diserap tubuh dalam bentuk asam amino. Asam amino tersebut merupakan hasil pembongkaran protein oleh enzim tertentu. Penyerapan asam amino terjadi di dalam usus halus dan berlangsung secara osmosis. Selain itu, terdapat pula protein yang masuk ke dalam usus melalui pinositosis atau fagositosis.
Kelebihan protein tidak dapat disimpan di dalam tubuh. Kelebihan protein akan dirombak di dalam sel-sel hati menjadi senyawa yang mengandung unsur N seperti NH3 dan NH4OH dan senyawa yang tidak mengandung unsur N. Senyawa yang mengandung unsur N akan disintesis menjadi urea, sedangkan senyawa yang tidak mengandung unsur N akan mengalami sintesis ulang menjadi bahan baku karbohidrat dan lemak sehingga dapat dioksidasi di dalam tubuh.
Secara sederhana pembentukan urea adalah :
NH3 + ornitin → Sitrulin
NH3 + sitrulin → Arginin
Arginin + arginase → Ornitin + urea
Proses pembentukan urea berlangsung di hati karena pada sel-sel hati yang dapat menghasilkan enzim arginase. Urea diangkut dengan zat sisa lainnya menuju ginjal untuk selanjutnya dikeluarkan oleh tubuh dalam bentuk urin.

7. Sintesa protein
Sintesa protein sangat kompleks menyangkut faktor keturunan ( gen ). Di mulai dengan DNA yang terdapat dalam kromosom di dalam inti sel . DNA melakukan duplikasi dan menghasilkan RNA yang membawa kode bagi pembentukan suatu jenis protein tertentu. Kode ini dibawa oleh messenger-RNA dari kromosom di dalam inti sel ke dalam sitoplasma di luar inti sel dan dilekatkan pada ribosom yang terdapat pada retikulum endoplasma. Dalam cairan prtoplasma terdapat RNA-t yang membawa asam amino tersebut ke tempat ribosom yang ditentukan oleh kodon di dalam m-RNA .Pada t-RNA terdapat anticodon yaitu lawan dari sesuatu kodon tertentu. Maka asam amino dibawa ke tempat codon tertentu dengan melalui pengenalan oleh t-RNA dengan anti kodonnya. Setelah asam-asam amino yang jenisnya sesuai dengan perintah kode yang didapat dari gen dibawa oleh m-RNA, maka asam amino itu saling dikaitkan melalui ikatan peptida, terjadilah rantai panjang dari asam amino . Setelah struktur primer dari protein di sintesa secara lengkap, maka protein tersebur dilepaskan dari ribosom. Setiap tingkat dari reaksi-reaksi pembentukan protein itu diatur oleh enzim-enzim tertentu, yang pada gilirannya diatur pula oleh berbagai hormon. Protein telah siap ], ada yang tetap tinggal di dalam sel, tetapi ada pula yang dipersiapkan oleh apparat golgi untuk kemudian dikeluarkan oleh sel untuk dibawa ke jaringan lain dan memenuhi fungsinya itu.

8. Hidrolisis Pepdtida
Suatu polipeptida atau protein dapat mengalami hidrolisis jika dipanaskan dengan asam klorida pekat sekitar 6 M. Ikatan peptida diputuskan sehingga dihasilkan asam-asam amino bebas. Dalam tubuh manusia atau hewan, hidrolisis polipeptida atauprotein terjadi karena pengaruh enzim.

9. Denaturasi Protein
Denaturasi disebabkan oleh pH yang ekstrim, terutama karena beberapa pelarut seperti alkohol atau aseton, oleh zat terlarut seperti urea, oleh detergen, atau oleh pengguncangan yang intensif. Protein yang terdenaturasi akan kehilangan fungsi bilogisnya, namun setelah diadakan penelitian, struktur primer protein tidak ada yang rusak.

10. Reaksi Pengenalan Protein
a. Uji Ninhidrin
Adalah uji umum untuk protein dan asam amino. Ninhidrin dapat mengubah asam amino menjadi suatu aldehida. Uji ninhidrin dilakukan dengan menambahkan beberapa tetes larutan ninhidrin yang tidak bewarna ke dalam sampel., kemudian dipanaskan beberapa menit. Adanya protein ditunjukkan oleh terbentuknya warna ungu.
b. Uji Biuret
Adalah uji untuk protein ( ikatan peptida ) tetapi tidak dapat menunjukkan asam amino bebas. Zat yang akan diselidiki mula-mula ditetesi larutan NaOH, kemudian larutan tembaga(II) sulfat yang encer. Jika terbentuk warna ungu berarti zat itu mengandung protein.
c. Uji Xantoproteat
Adalah uji terhadap protein yang mengandung gugus fenil ( cincin benzena ). Apabila protein yang mengandung cincin benzena dipanaskan dengan asam nitrat pekat, maka terbentuk warna kuning yang kemudian menjadi warna jingga bila dibuat alkalis ( basa ) dengan larutan NaOH.
d. Uji Balerang
Adanya unsur balerang dalam protein dapat ditunjukkan dengan melarutkan larutan protein dengan larutan NaOH pekat ( ± 6 M ) dipanaskan, kemudian diberi beberapa tetes larutan timbel asetat. Bila berbentuk endapan hitam ( dari PbS ) menunjukkan adanya balerang.

11. Penyakir Kurang Protein