y
Protein dalam bahan makanan yang dikonsumsi manusia akan diserap oleh usus dalam bentuk asam amino
y
Di
dalam tubuh manusia terjadi suatu siklus protein, artinya protein dipecah menjadi
komponen-komponen yang lebih kecil yaitu asam amino dan atau peptida. Terjadi juga sintesis protein baru untuk mengganti yang lama. y
Waktu
yang diperlukan untuk mengganti separuh dari jumlah kelompok protein
tertentu dengan protein baru disebut halft time atau waktu paruh jangka hidup protein. y
Jika
terjadi kelebihan protein, maka beberapa asam amino akan dikonversi jadi
glukosa, selanjutnya dikonversi jadi lemak 2.3 Klasifik asi Protein
1. Berdasarkan Komposisinya a. Protein sederhana Pada hidrolisisnya hanya menghasilkan asam amino b. Protein konjugasi Pada hidrolisis dihasilkan asam amino dan komponen organik dan anorganik lain
(Gugus PROSTETIK). Misal : nucleo protein, lipo protein, fosfo
protein, metallo protein, gluco protein 2. Berdasarkan Konformasinya a. Protein Serat Zat pembentuk struktur pada hewan, tidak larut dalam air. Merupakan serat yang kaku, kuat dan dibangun oleh rantai polipeptida yang ditata sejajar sepanjang satu sumbu. Misal : keratin, kolagen, sutera b. Protein Globular Rantai polipeptida melipat ke dalam menjadi bentuk globular (bulat). Umumnya larut dalam air , mempunyai fungsi yang mobil dan dinamis dalam sel. Misal : enzim, hormon, haemoglobin, mioglobin. c. Protein dengan konformasi antara serat dan globular Protein yang bentuknya seperti serat tapi larut dalam air dan larutan garam. Misal : myosin dan fibrinogen 3. Berdasarkan Fungsi Biologisnya a. Sebagai Enzim / Katalis biologis
2 Protein by Rio Andika
Hampir
semua reaksi biologis dikatalis oleh enzim, dari reaksi yang sangat
sederhana seperti reaksi transportasi CO2 sampai yang sangat rumit seperti replikasi kromosom. b. Protein Cadangan , misal : ovalbumin, casein c. Protein Transport , misal : haemoglobin, mioglobin, lipoprotein Banyak molekul dengan BM kecil serta beberapa ion dapat diangkut atau dipindahkan oleh protein-protein tertentu. Misalnya hemoglobin mengangkut oksigen dalam eritrosit, sedangkan mioglobin mengangkut oksigen dalam otot. d. Protein Pelindung , misal : antibodi, fibrinogen Pertahanan tubuh biasanya dalam bentuk antibodi, yaitu suatu protein khusus yang dapat mengenal dan menempel atau mengikat benda-benda asing yang masuk ke dalam tubuh seperti virus, bakteri, dan sel-sel asing lain. e.
Hormon
Tidak semua hormon merupaka n protein. Misalnya, " hormon steroid " bukan protein. f.
Protein Struktural, misal : glucoprotein merupakan dinding sel
g. Protein Kontraktil , misal : Myosin merupakan filamen tebal dalam myofibril h. Toksin , misal : bisa ular
2.4 K ebutuhan Protein
Kebutuhan manusia akan protein dapat dihitung dengan mengetahui jumlah nitrogen yang hilang. Bila seseorang mengkonsumsi ransum tanpa protein, maka nitrogen yang hilang tersebut pasti berasal dari protein tubuh yang dipecah untuk memenuhi kebutuhan metabolism. Kebutuhan protein untuk tubuh manusia rata-rata sebesar 1 g protein/kg berat badan per hari. Karena tubuh kita tidak menyimpan asam amino, seperti lemak dan karbohidrat, maka dibutuhkan suplai asam amino tiap hari untuk membentuk protein baru. 2.5 Asam Amino
Merupakan monomer yang menyusun protein. Ada 20 jenis asam amino pembentuk protein dan asam amino lain yang bukan building block sel. Gugus amino terikat pada atom C gugus karboksilat. Mempunyai konfigurasi L ( sejenis dengan glisera l dehid ), kecuali
asam amino glisin.
3 Protein by Rio Andika
Gambar 1. Struktur A sam Amino
CHO
COOH
HO - C - H
H 2N - C - H
CH 2OH
R
L - Gliseral dehid
Asa m - L - a min o
Sampai sekarang baru dikenal 24 macam asam amino, yang dapat digolongkan menjadi dua kelompok yaitu asam amino eksogen dan asam amino endogen. Asam amino endogen dapat dibentuk dalam tubuh manusia, sedangkan 10 asam amino eksogen tidak dapat dibentuk oleh tubuh manusia, karena itu disebut asam amino esensial, artinya harus didapatkan dari makanan sehari-hari. Dalam
teknologi
pangan,
asam
amino
mempunyai
menguntungkan maupun yang kurang menguntungkan. Misalnya
beberapa D-triptofan
sifat
yang
mempunyai
rasa manis 35 kali kemanisan sukrosa, sebaliknya L-triptofan mempunyai rasa yang sangat pahit. Asam glutamat sangat penting peranannya dalam pengolahan makanan, karena dapat menimbulkan rasa yang lezat. 2.6 Sif at-sif at Asam Amino
a.
Dalam
larutan, kedua gugus (asam dan amino) bersifat dipolar ion ( zwitter ion ).
Seperti larutan yang mempunyai moment dipol tinggi
H
O
R - C - C + NH 3
_
}
O
b. Kristal non volatil yang meleleh dengan terdekomposisi pada T tinggi c. Tak larut dalam pelarut non polar, cukup larut dalam air d. Bersifat amphoter, yaitu dapat bersifat sebagai asam pada pH tinggi dan bersifat sebagai bas a pada pH rendah
4 Protein by Rio Andika
R- HC - C OOH + NH 3
_ OH H+
p a d a pH re nd a h (asam) sebagai basa
e.
Jika
_ R- HC - COO +
_ OH H+
_ R- HC - COO NH 2
NH 3
dip olar ion (netral)
pada pH tinggi (bas a) sebagai asam
asam amino diletakkan dalam medan listrik, maka asam amino akan bergerak ke
k atoda pada pH rendah dan bergerak ke anoda pada pH tinggi
f. Bersifat optis aktif, semua asam amino bersifat chiral, kecuali glycine dan mempunyai konfigurasi leuvo, L,(sama seperti glyceraldhyde) pada carbon a
2.7 Polipeptida dan Protein Asam amino dengan bantuan enzim akan berpolimerisasi membentuk rantai Amida,
yang biasa disebut peptida. Ikatan
-amino ini disebut : IKATAN PEPTIDA. Tiap
as.amino dalam peptida tadi disebut re sidu a s.amino. Protein dapat terdiri dari satu atau lebih rantai polipeptida dan juga dapat berasosiasi dengan molekul atau ion lain. Sebuah molekul yang terdiri dari dua buah asam amino disebut : dipeptida. Kalau ada tiga asam amino disebut : tripeptida , dst. Pembentukan suatu dipeptida terjadi melalui penggabungan dua molekul as.amino dengan melepaskan satu molekul air. Suatu rantai polypeptida residu N -terminal berada sebelah kiri dan residue C-terminal disebelah kana n.
5 Protein by Rio Andika
1. Anali sa A sam Amino dalam Protein y
Hydrolysis
-
Polypeptide
dapat
dihidrolisis
dengan
cara
refluks
selama
24
jam
menggunakan HCl 6M -
Hasil
hidrolisis dapat dipisahkan menjadi asam-asam amino yang terpisah satu
dengan yang lainnya dengan
-
cation-exchange
resin
Pada metoda orisinil, eluen diperlakukan dengan ninhydrin, untuk mendeteksi dan menentukan jenis asam amino yang keluar dari kolom. Saat ini analisa campuran asam amino dilakukan dengan HPLC
y
Degradasi
Edman
Degradasi
Edman untuk pemutusan rangkaian dan identifikasi N -terminal asam
amino. Efektif bila rantai polipeptida terdiri dari y
60
residu asam amino.
Analisa N -Ter minaldeng an metoda Sanger
Ujung N -terminal polypeptida dilabel dengan 2,4- dinitrof luorobenzene , selanjutnya dihirolisis. Asam amino N -terminal yang dilabel dipisahkan dari campurannya dan diidentifikasi terhadap standar.Penggunaan metoda
Sanger tidak seluas penggunaan
metoda Edman. y
Analisa asam amino C -Terminal
Asam
amino
C -terminal
secara
selektiv
dihidrolisa
menggunakan
enzym
carboxypeptidase. Enzym ini secara kontiniu akan memutuskan atau melepaskan asam amino C -terminal
yang baru.
Hasil
hidrolisis dapat dianalisi dengan
HPLC
Struktur Asam Analisa dengan metoda Sanger dan Edman lebih aplikatif untuk polipeptida yang rantai asam aminonya tidak terlalu panjang (kira-kira
60
residu asam
amino). Untuk protein dan polypeptida dengan BM besar, sampel dihidrolisa parsial dengan asam encer. Polypeptida dengan BM besar dapat juga diputus menjadi rantai-rantai yang lebih pendek dengan reagent site- s pecific atau dengan enzymatis. Mass spectrometry dapat juga 6
Protein by Rio Andika
digunakan untuk determinasi rantai polipeptida dan protein.
Mass spectra dari fragment
polypeptida yang berasal dari protein dibandingk an terhadap
database rantai
polypeptid a standar.
2.8 Amino Dalam Protein
Asam amino essensial, tidak dibuat dalam tubuh tapi harus ditambahkan dalam luar. Untuk orang dewasa, jumlah asam amino essensial 8 macam.
Dalam
larutan berair, asam
amino berada dalam kesetimbangan dipolar ion, sebagai kation dan anion Misal, asam amino alanin mempunyai rantai samping netral. Alanin dapat digunakan untuk menggambarkan sifat asam amino pada berbagai p H.
Bentuk dipolar ion dari alanin adalah :
Ketika ditempatkan pada medan listrik, maka pada p H tertentu, asam amino tidak bergerak ke katoda atau anoda. Titik disaat asam amino tidak lagi bergerak disebut : titik i soelektrik, atau pH i solelektrik ( pI ). Harga p I soelektrik merupakan Diagram
rata-rata dari dua harga pKa. Misal (pK a1 + pK a2) / 2 .
pH untuk alanin :
Lysin, mempunyai rantai samping basa, memberikan bentuk kesetimbangan yang lebih kompleks.
7 Protein by Rio Andika
1. Struktur Primer
Struktur rantai polipeptida linier yang terjadi karena ikatan peptida residu asam amino dengan residu asa m amino lainnya. Pada struktur primer dapat dianalisis : y
Urutan asam amino dalam suatu rantai poli peptida
y
Jenis
y
Jumlah
asam amino penyusun rantai asam amino
Urutan dan jenis asam amino dapat dianalisa dengan metoda Sanger atau Edman untuk residu asam amino ujung- N dan reduksi dengan LiBH4 untuk residu asam amino ujung-C. G ambar 2. Struktur primer, suatu rantai protein
2.9 Struktur Sekunder O R- HC - C
R NH - CH - C
+ NH 3 aa-1
H
O aa-2
N - C - OOH H
R
aa-3
Struktur sekunder protein distabilkan oleh ikatan
H idrogen .
Bila ikatan hidrogen
terjadi antara atom H dr gugus amino residu asam amino-1 dengan atom O dari gugus carbonil
residu asam amino-4, maka akan terjadi struktur sekunder
3,6
± Helix. Untuk
struktur - pleated sheet, ikatan hidrogen terjadi antar rantai peptida. G ambar 3. Struktur sekunder - pleated sheet
8 Protein by Rio Andika
2.10 Struktur Tertier
Struktur sekunder yang membelok dan berlipat ke dalam tiga dimensi, membentuk protein serat dan globular. G ambar 4 . Protein Globular
G ambar 5. Protein globular myoglobin, dengan gugus heme
2.11 Struktur Kwarterner
Merupakan gabungan antara struktur-struktur tertier. Banyak protein dengan BM tinggi merupakan
agregat dari beberapa sub unit. Agregat ini menyebabkan
terjadinya
struktur kwarterner protein. Misal pada hemoglobin . Hemoglobin
dalam darah.
adalah protein
Hemoglobin
globular yang berfungsi sbg alat transports oxygen
terdiri dari 4 subunit polypeptida (2 a, dan 2 b). Tiap subunit
protein membawa gugus heme.
9
Protein by Rio Andika
2.12 Sif at-sif at Fisikoki mia Protein
1. Sifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantung pada jumlah dan jenis asam aminonya. 2. Berat molekul protein sangat besar 3. Ada protein yang larut dalam air, ada pula yang tidak dapat larut dalam air, tetapi semua protein tidak larut dalam pelarut lemak / non polar. 4. Bila dalam suatu larutan protein dita mbahkan garam, daya larut protein akan berkurang, akibatnya protein akan terisah sebagai endapan. Peristiwa pemisahan protein ini disebut salting
out .
5. Apabila protein dipanaskan atau dita mbahkan alkohol maka protein akan menggumpal. 6.
Protein dapat bereaksi dengan asam dan basa
2.13 Mak anan Sumber Protein
Makanan yang mengandung protein: y
Daging,
ikan, telur 47%
y
Cereals 19%
y
Sayur dan buah-buahan 7%
y
Dairy
y
Tumbuhan polong2an 5.4%
products 21%
10 Protein by Rio Andika
