Apa yang Anda ketahui tentang protein?

Kedokteran Ilmu Gizi
,
1

Protein

Protein adalah zat makanan yang mengandung nitrogen yang diyakini sebagai faktor penting untuk fungsi tubuh, sehingga tidak mungkin ada kehidupan tanpa protein

2 Likes
2

Protein merupakan suatu zat makanan yang amat penting bagi tubuh, karena zat ini berfungsi sebagai zat pembangun dan pengatur. Protein adalah sumber asam amino yang mengandung unsur-unsur C, H, O, dan N. (Winarno, 1992).

Protein merupakan bagian terpenting dari sel-sel tubuh dan merupakan bagian terbesar dari substansi kering dari organ-organ tubuh dan otot-otot. Segala jenis protein mengandung unsur nitrogen, karbon, hidrogen, oksigen, dan belerang (Sediaoetama, 1976).

Sedangkan protein menurut pendapat Adams (1988) merupakan kumpulan dari beberapa asam amino. Asam amino itu sendiri mengandung unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan belerang. Asam amino sendiri dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu :

  • kelompok asam (oksigen, karbon, dan belerang)
  • kelompok amino (nitrogen dan hidrogen) yang menempel pada atom karbon.

Protein merupakan suatu zat makanan yang amat penting bagi tubuh, karena zat ini mempunyai fungsi utama yaitu sebagai zat pembangun dalam tubuh dan juga berfungsi sebagai bahan bakar dan zat pengatur.

  • Protein sebagai zat pembangun karena protein merupakan bahan pembentukan jaringan-jaringan baru yang selalu terjadi dalam tubuh, terutama pada masa pertumbuhan, protein juga menggantikan jaringan tubuh yang rusak dan yang perlu dirombak serta mempertahankan jaringan yang telah ada.

  • Protein dikatakan berfungsi sebagai bahan bakar karena protein mengandung karbon yang digunakan tubuh sebagai bahan bakar. Protein akan dibakar manakala keperluan tubuh akan energi tidak terpenuhi oleh karbohidrat dan lemak. Apabila tubuh memerlukan energi tambahan, maka pembakaran protein menjadi energi didalam tubuh akan didahulukan sehingga pada saat itu sebagaian protein tidak digunakan untuk pembentukan jaringan.

  • Protein dikatakan sebagai zat pengatur karena protein mengatur keseimbangan cairan dalam jaringan dan pembuluh darah. Protein juga dapat membentuk enzim dan hormon yang dibutuhkan oleh tubuh untuk kelancaran metabolisme.

Berdasarkan sumbernya protein dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu:

  1. Protein hewani
    Protein hewani merupakan protein yang berasal dari hewan baik dari apa yang dihasilkan oleh hewan tersebut (susu), maupun dari dagingnya. Protein hewani merupakan sumber protein yang terbesar.

  2. Protein nabati
    Protein nabati adalah protein yang dihasilkan oleh tumbuh- tumbuhan baik secara langsung maupun hasil olahan dari tumbuh- tumbuhan seperti sereal, tepung dan lain-lain.

Pada dasarnya semua sel hewan dan tumbuhan mengandung unsur protein, tetapi jumlah dari protein berbeda antara satu dengan yang lainnya. Protein yang berasal dari hewan mempunyai nilai protein yang lebih tinggi dibandingkan dengan protein yang berasal dari tumbuhan karena hewan mempunyai struktur jaringan ikat otot yang hampir sama dengan manusia.

Disamping protein yang berasal dari hewan lebih tinggi nilainya karena memiliki kandungan asam amino esensial yang lengkap. Asam amino esensial yang berasal dari hewan namun tidak dimiliki oleh tumbuhan adalah lysine, leucine, isoleucine, threonine, methionie, valine, phenylalanine, dan tryptophane.

Ciri-ciri Protein

Beberapa ciri molekul protein adalah

  • Berat molekulnya besar, hingga mencapai ribuan bahkan jutaan sehingga merupakan suatu makromolekul.

  • Umumnya terdiri dari 20 macam asam amino, asam amino tersebut berikatan secara kovalen satu dengan yang lainnya dalam variasi urutan yang bermacam-macam membentuk suatu rantai polipeptida.

  • Ada ikatan kimia lainnya. Ikatan kimia lain mengakibatkan terbentuknya lengkungan-lengkungan rantai polipeptida menjadi struktur tiga dimensi protein, sebagai contohnya ikatan hidrogen dan ikatan ion.

  • Struktur tidak stabil terhadap beberapa faktor antara lain pH, radiasi, temperatur dan pelarut organik.

Komposisi Protein

Berbeda dengan lemak dan karbohidrat dimana susunan dasarnya adalah karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, masih mengandung juga unsur-unsur seperti belerang, fospor, kadang-kadang besi dan unsur-unsur yang lain. Presentase rata- rata dari unsur-unsur di dalam bermacam-macam protein adalah kurang lebih sebagai berikut:

  • Karbon : 50-55%
  • Hydrogen : 6,5-7,3%
  • Oksigen : 20-24%
  • Nitrogen : 15-18%
  • Belerang : 0,4-2,5%
  • Fospor : 0,1-1,0%

Kalau semuanya dijumlah ternyata kurang dari 100%, hal ini kemungkinan adanya unsur-unsur lain yang jumlahnya sangat sedikit. Protein adalah satu- satunya yang mengandung gizi nitrogen, sebuah fakta yang menjadikannya kedua penting dan berpotensi beracun. Protein terdapat di dalam kulit, rambut, otot, tanduk, sutera, putih telur, dan sebagainya. Protein terdiri dari molekul-molekul yang besar yang mempunyai berat molekul antara 12.000 hingga beberapa juta (Sastrohamidjojo, 2005).

Asam amino merupakan blok bangunan lebih besar struktur molekul protein. Beberapa dari asam amino ini dapat sintesis dari asam amino lain (disebut sebagai non essensial asam amino), sementara beberapa harus diperoleh dari makanan kami makan (disebut sebagai asam amino essensial).

Setelah terhubung dalam rantai protein, asam amino individu yang disebut sebagai residu, dan rangkaian terkait karbon, nitrogen, dan oksigen atom dikenal sebagai rantai utama atau tulang punggung protein.

Klasifikasi Protein

Kriteria yang biasanya digunakan untuk menentukan senyawa organik seperti titik cair, titik didih, berat molekul, bentuk kristal, tidak dapat digunakan dalam protein.

Protein diklasifikasikan seperti berikut (Muhammad,1983) :

1. Berdasarkan fungsi biologisnya

Berdasarkan fungsi biologisnya, proten dibagi lagi menjadi berikut :

  1. Protein Enzim
    Golongan protein ini berperan pada biokatalisator dan pada umumnya mempunyai bentuk globular. Protein enzim ini mempunyai sifat yang khas karena hanya bekerja pada substrat tertentu, yang termasuk golongan ini antara lain:

    • Peroksidase yang mengkatalisa peruraian hidrogen peroksida
    • Pepsin yang mengkatalisa pemutusan ikatan peptida
    • Polinukleotidase yang mengkatalisa hidrolisa polinukleotida

  2. Protein Pengangkut
    Protein pengangkut mempunyai kemampuan membawa ion atau molekul tertentu dari suatu organ ke organ lain melalui aliran darah,yang termasuk golongan ini antara lain:

    • Hemoglobin pengangkut oksigen
    • Lipo protein pengangkut lipid

  3. Protein Struktural
    Peranan protein struktural adalah sebagai pembentuk struktural sel jaringan dan memberi kekuatan pada jaringan, yang termasuk golongan ini adalah elastin, fibrin dan keratin.

  4. Protein Hormon
    Protein hormon adalah hormon yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin membantu mengatur aktivitas metabolisme di dalam tubuh.

  5. Protein Pelindung
    Protein ini pada umumnya terdapat dalam darah, melindungi organisme dengan cara melawan serangan zat asing yang masuk dalam tubuh.

  6. Protein Kontraktil
    Golongan ini berperan dalam proses gerak, memberi kemampuan pada sel untuk berkonsentrasi atau mengubah bentuk, yang termasuk golongan ini antara lain miosin dan aktin.

  7. Protein Cadangan
    Protein cadangan atau protein simpanan adalah protein yang disimpan dan dicadangkan untuk beberapa proses metabolisme.

2. Berdasarkan bentuk molekulnya

Berdasarkan bentuk molekulnya, proten dibagi lagi menjadi berikut :

  1. Protein Bentuk Serabut (fibrous)
    Protein bentuk serabut terdiri atas beberapa rantai peptida berbentuk spiral yang terjalin satu sama lain sehingga menyerupai batang yang kaku. Karakteristik protein serabut adalah rendahnya daya larut, mempunyai kekuatan mekanisme yang tinggi dan tahan terhadap enzim pencernaan. Protein ini terdapat dalam unsur-unsur struktur tubuh (kolagen, elastik, keratin dan miosin).

  2. Protein Globular
    Protein globular berbentuk bola, terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein ini larut dalam larutan garam dan asam encer, mudah berubah dibawah pengaruh suhu, yang termasuk dalam protein globular adalah albumin, globulin histon dan protamin.

  3. Protein Konjugasi
    Protein konjugasi adalah protein sederhana yang terikat dengan bahan-bahan non asam amino, yang termasuk dalam protein konjugasi adalah kromoprotein, glikoprotein, pospoprotein, nukleoprotein, lesitoprotein dan lipoprotein.

3. Berdasarkan komponen penyusunnya

Berdasarkan komponen penyusunnya, proten dibagi lagi menjadi berikut :

  1. Protein Sederhana
    Protein sederhana tersusun oleh asam amino saja oleh karena itu pada hidrolisisnya hanya diperoleh asam-asam amino penyusunnya saja, yang termasuk golongan ini adalah albumin, globulin, histon dan prolamin.

  2. Protein Majemuk/Konyugasi
    Protein ini tersusun oleh protein sederhana dan zat lain yang bukan protein disebut radikal prostetik. Protein yang termasuk golongan ini dapat dilihat dalam tabel di bawah ini

Tabel Protein Majemuk/Konyugasi

Nama Tersusun oleh Terdapat pada
Nukleoprotein Protein + asam nukleat Inti sel, kecambah biji-bijian
Glikoprotein Protein + karbohidrat Musin pada kelenjar ludah, tendomusin pada tendon, hati
Fosfoprotein Protein + fosfat yang mengandung lesitin Kasein susu, kuning telur
Kromoprotein/metaloprotein Protein + pigmen/ion logam Hemoglobin
Lipoprotein Protein + lemak Serum darah, kuning telur, susu, membran sel

4. Berdasarkan asam amino penyusunnya

Berdasarkan asam amino penyusunnya, proten dibagi lagi menjadi berikut :

  1. Protein yang tersusun oleh asam amino esensial
    Asam amino esensial adalah asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh, tetapi tubuh tidak dapat mensintesanya sendiri sehingga didapat atau diperoleh dari protein makanan. Ada 10 jenis asam amino esensial yaitu isoleusin (ile), leusin (leu), lisin (lys), metionin (met), sistein (Cys), valin (val), triptofan (tryp), tirosina (tyr), fenilalanina (Phe) dan Treonina (tre).

  2. Protein yang tersusun oleh asam amino non esensial
    Asam amino non esensial adalah asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh dan tubuh dapat mensintesa sendiri melalui reaksi aminasi reduktif asam keton atau melalui transaminasi, yang termasuk golongan ini antara lain alanin, aspartat, glutamate, glutamine.

Komponen Penyusun Protein

Unit dasar penyusun struktur protein adalah asam amino. Dengan kata lain protein tersusun atas asam-asam amino yang saling berikatan.
Struktur asam amino

Suatu asam amino-α terdiri atas:

  1. Atom C α. Disebut α karena bersebelahan dengan gugus karboksil (asam).
  2. Atom H yang terikat pada atom C α.
  3. Gugus karboksil yang terikat pada atom C α.
  4. Gugus amino yang terikat pada atom C α.
  5. Gugus R yang juga terikat pada atom C α.

Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada Gambar berikut.

Struktur asam amino α
Gambar Struktur asam amino α

Macam-macam asam amino

Terdapat 20 macam asam amino, yang masing-masing ditentukan oleh jenis gugus R atau rantai samping dari asam amino. Jika gugus R berbeda maka jenis asam amino berbeda.

Gugus R dari asam amino bervariasi dalam hal ukuran, bentuk, muatan, kapasitas pengikatan hidrogen serta reaktivitas kimia. Kedua puluh macam asam amino ini tidak pernah berubah. Asam amino yang paling sederhana adalah glisin dengan atom H sebagai rantai samping, berikutnya adalah alanin dengan gugus metil (-CH3) sebagai rantai samping.

Berikut nama dan struktur dari 20 macam asam amino pada Tabel dibawah ini.

Tabel Nama-nama asam amino

No Nama Singkatan
1 Alanin (Alanine) Arginin Ala
2 (Aginine) Asparagin Arg
3 (Asparagine) Asn
4 Asam aspartat (Aspartic Acid) Asp
5 Sistein (Cystine) Cys
7 Asam glutamat (Glutamic Acid) Glu
8 Glisin (Glycine) Gly
9 Histidin (Histidine) His
10 Isoleusin (Isoleucine) Ile
11 Leusin (Leucine) Leu
12 Lisin ( Lysine) Lys
13 Metionin (Methionine) Met
14 Fenilalanin (Phenilalanine) Phe
15 Prolin (Proline) Pro
16 Serin (Serine) Ser
17 Treonin (Threonine) Thr
18 Triptofan (Tryptophan) Trp
19 Tirosin (Tyrosine) Tyr
20 Valin (Vine) Val

Struktur arsitektur protein

Ada 4 tingkat struktur protein yaitu struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier dan struktur kuartener.

  1. Struktur primer
    Struktur primer adalah urutan asam-asam amino yang membentuk rantai polipeptida dapat dilihat pada Gambar berikut ini.

    image

  2. Struktur sekunder
    Struktur sekunder protein bersifat reguler, pola lipatan berulang dari rangka protein. Dua pola terbanyak adalah alpha helix dan beta sheet, dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

    image

  3. Struktur tersier
    Struktur tersier protein adalah lipatan secara keseluruhan dari rantai polipeptida sehingga membentuk struktur 3 dimensi tertentu. Sebagai contoh, struktur tersier enzim sering padat, berbentuk globuler, dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

    image

  4. Struktur kuartener
    Beberapa protein tersusun atas lebih dari satu rantai polipeptida. Struktur kuartener menggambarkan subunit-subunit yang berbeda dipak bersama- sama membentuk struktur protein. Sebagai contoh adalah molekul hemoglobin manusia yang tersusun atas 4 subunit, yang dipaparkan pada Gambar dibawah ini.

    image

Sifat-Sifat Protein

Protein mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

  • Pembentukan warna protein
    Penambahan bahan kimia tertentu pada larutan protein yang semula tidak berwarna menjadi berwarna. Reaksi pembentukan warna ini sering sekali dipakai untuk menunjukkan adanya protein.

  • Protein sebagai amphotir
    Dalam molekul protein terdapat gugus karbonil dan gugus amino bebas. Adanya gugus karbonil yang bersifat asam dan adanya gugus amino yang bersifat basa dalam satu molekul, maka dapat terjadi netralisasi intra molekul membentuk ion dwi kutub atau zwitter ion.

  • Sifat koloid
    Larutan protein mempunyai sifat koloid. Bentuk koloid dari larutan protein dikenal sebagai emulsoid atau koloid hidrofil sebab di dalam molekul protein yang besar itu terdapat radikal-radikal hidrofil seperti radikal karboksil dan radikal hidroksil.

  • Denaturasi protein
    Denaturasi protein adalah suatu perubahan konfigurasi tiga dimensi dari molekul protein tanpa menyebabkan adanya pemecahan ikatan peptida yang terdapat antara asam-asam amino dalam struktur protein. Hal-hal yang dapat menyebabkan denaturasi protein meliputi asam, basa, garam, temperatur, deterjen, radiasi dan sebagainya.

Fungsi Protein

Protein dalam makanan akan terlibat dalam pembentukan jaringan protein dan berbagai fungsi metabolisme yang spesifik. Fungsi-fungsi utama dari protein adalah :

  • Pertumbuhan (untuk anak) dan pemeliharaan (untuk orang dewasa) jaringan tubuh. Protein diubah menjadi asam amino yang diperlukan untuk membangun dan mempertahankan jaringan tubuh.

  • Pembentukan ikatan-ikatan essensial tubuh

  • Mengatur keseimbangan air

  • Memelihara netralitas tubuh

  • Pembentukan antibodi

  • Protein ikut serta dalam fungsi sistem kekebalan tubuh.

  • Mengangkut zat-zat gizi

  • Sumber energi

3

Protein merupakan salah satu nutrien yang harus ada dalam makanan. Protein sebagai sumber asam amino esensial dan sumber nitrigen yang diperlukan untuk sintesis asam amino esensial dan senyawa-senyawa lain yang mengandung nitrogen. Sebetulnya yang dibutuhkan oleh tubuh adalah asam amino esensial dan nitrogennya bukan proteinnya. Asam amino esensial harus diperoleh tubuh dari makanan karena tubuh tidak mensintesisnya, sedangkan asam amino non esensial tubuh dapat mensintesis sendiri. Nitrogen juga harus masuk tubuhh sebagai senyawa organik, karena tubuh tidak dapat menggunakan nitrogen yang ada dalam udara yang ikut terhirup waktu menarik napas. Nitrogen ini akan dikeluarkan lagi bersama udara pengeluaran nafas (udara ekspirasi).

Dalam sel baik tumbuh-tumbuhan maupun sel hewan dan manusia, protein merupakan bahan utama dari sel tersebut. Karena itulah protein disebut sebagai zat pembangun. Protein tubuh ini mengalami proses pembongkaran dan pembentukan kembali, yang terus berlangsung selama hidup. Protein juga merupakan sumber asam-asam amino yang diperlukan untuk sintesis berbagai enzim dalam tubuh, untuk sintesis senyawa sebagai antibodi.

Fungsi protein bagi tubuh adalah :

  1. Sebagai sumber energi, pemberi kalori
  2. Untuk membangun sel-sel jaringan tubuh manusia
  3. Untuk mengganti sel-sel yang rusak
  4. Untuk produksi enzim dan hormon
  5. Membuat protein darah
  6. Untuk menjaga keseimbangan asam dan basa cairan tubuh

Bahan makanan sumber protein

Bahan makanan sumber protein yang berasal dari hewan (daging, telur, susu, ikan)

Bahan makanan sumber protein yang berasal dari nabati ( beras, kacang- kacangan)

Metabolisme protein

Protein yang masuk kedalam lambung diubah menjadi albuminose dan pepton oleh enzim protease yang ada dilambung yaitu pepsin. Kemudian dalam usus 12 jari terdapat enzim tripsin yang berasal dari pankreas yang akan mengubah sisa-sisa protein yang belum sempurna diubah oleh pepsin menjadi albuminose dan pepton.

Setelah sampai pada usus halus albuminose dan pepton diubah menjadi asam-asam amino sehingga siap untuk diserap oleh usus halus. Setelah asam-asam amino yang berasal dari protein makanan diserap oleh dinding usus, maka asam amino dibawa darah ke dalam hati.

Asam-asam amino ini dibagi-bagikan oleh hati ke jaringan-jaringan tubuh untuk mengganti sel-sel jaringan yang rusak. Sebagian asam amino juga digunakan untuk membuat protein darah.

4

Protein

Protein berasal dari bahasa Yunani “proteios” yang berarti pertama atau utama. 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 (Fatchiyah dkk, 2011).

Protein adalah zat makanan yang mengandung nitrogen yang diyakini sebagai faktor penting untuk fungsi tubuh, sehingga tidak mungkin ada kehidupan tanpa protein (Muchtadi, 2010). Protein merupakan makromolekul yang terdiri dari rantai asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida membentuk rantai peptida dengan berbagai panjang dari dua asam amino (dipeptida), 4-10 peptida (oligopeptida), dan lebih dari 10 asam amino (polipeptida) (Gandy dkk, 2014). Tiap jenis protein mempunyai perbedaan jumlah dan distribusi jenis asam amino penyusunnya. Berdasarkan susunan atomnya, protein mengandung 50-55% atom karbon ©, 20-23% atom oksigen (O), 12-19% atom nitrogen (N), 6-7% atom hidrogen (H), dan 0,2-0,3% atom sulfur (S) (Estiasih, 2016).

Sifat-sifat Protein

Sifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantung pada jumlah dan jenis asam aminonya. Protein memiliki berat molekul yang sangat besar sehingga bila protein dilarutkan dalam air akan membentuk suatu dispersi koloidal. Protein dapat dihidrolisis oleh asam, basa, atau enzim tertentu dan menghasilkan campuran asam-asam amino (Winarno, 2004). Sebagian besar protein bila dilarutkan dalam air akan membentuk dispersi koloidal dan tidak dapat berdifusi bila dilewatkan melalui membran semipermeabel. Beberapa protein mudah larut dalam air, tetapi ada pula yang sukar larut. Namun, semua protein tidak dapat larut dalam pelarut organik seperti eter, kloroform, atau benzena (Yazid, 2006).

Pada umumnya, protein sangat peka terhadap pengaruh-pengaruh fisik dan zat kimia, sehingga mudah mengalami perubahan bentuk. Perubahan atau modifikasi pada struktur molekul protein disebut denaturasi. Protein yang mengalami denaturasi akan menurunkan aktivitas biologi protein dan berkurannya kelarutan protein, sehingga protein mudah mengendap. Bila dalam suatu larutan ditambahkan garam, daya larut protein akan berkurang, akibatnya protein akan terpisah sebagai endapan. Apabila protein dipanaskan atau ditambahkan alkohol, maka protein akan menggumpal. Hal ini disebabkan alkohol menarik mantel air yang melingkupi molekul-molekul protein; selain itu penggumpalan juga dapat terjadi karena aktivitas enzim-enzim proteolitik (Yazid, 2006).

Molekul protein mempunyai gugus amino (-NH2) dan gugus karboksilat (-COOH) pada ujung-ujung rantainya. Hal ini menyebabkan protein mempunyai banyak muatan (polielektrolit) dan bersifat amfoter, yaitu dapat bereaksi dengan asam dan basa. Pada larutan asam atau pH rendah, gugus amino pada protein akan bereaksi dengan ion H+, sehingga protein bermuatan positif. Bila pada kondisi ini dilakukan elektroforesis, molekul protein akan bergerak ke arah katoda. Sebaliknya, pada larutan basa atau pH tinggi, gugus karboksilat bereaksi dengan ion OH-, sehingga protein bermuatan negatif. Bila pada kondisi ini dilakukan elektroforesis, molekul protein akan bergerak ke arah anoda. Adanya muatan pada molekul protein menyebabkan protein bergerak di bawah pengaruh medan listrik (Yazid, 2006).

Setiap jenis protein dalam larutan mempunyai pH tertentu yang disebut titik isoelektrik (TI). Pada pH isoelektrik (pI), molekul protein yang mempunyai muatan positif dan negatif yang sama, sehingga saling menetralkan atau bermuatan nol. Akibatnya protein tidak bergerak di bawah pengaruh medan listrik. Pada titik isoelektrik, protein akan mengalami pengendapan (koagulasi) paling cepat dan prinsip ini digunakan dalam proses-proses pemisahan atau pemurnian suatu protein (Yazid, 2006).

Tingkatan Struktur Protein

Menurut Fatchiyah, dkk (2011), protein dapat dikelompokkan menjadi 4 tingkatan struktur, yaitu :

  1. Struktur primer
    Struktur primer protein menggambarkan sekuens linear residu asam amino dalam suatu protein. Sekuens asam amino selalu dituliskan dari gugus terminal amino ke gugus terminal karboksil.

  2. Struktur sekunder
    Struktur sekunder dibentuk karena adanya ikatan hidrogen antara hidrogen amida dan oksigen karbonil dari rangka peptida. Struktur sekunder utama meliputi α-heliks dan β-strands (termasuk β-sheets).

  3. Struktur tersier
    Struktur tersier menggambarkan rantai polipeptida yang mengalami folded sempurna dan kompak. Beberapa polipeptida folded terdiri dari beberapa protein globular yang berbeda yang dihubungkan oleh residu asam amino. Struktur tersier distabilkan oleh interaksi antara gugus R yang terletak tidak bersebelahan pada rantai polipeptida. Pembentukan struktur tersier membuat struktur primer dan sekunder menjadi saling berdekatan.

  4. Struktur kuartener
    Struktur kuartener melibatkan asosiasi dua atau lebih rantai polipeptida yang membentuk multisubunit atau protein oligomerik. Rantai polipeptida penyusun protein oligomerik dapat sama atau berbeda.

    image

Klasifikasi Protein

Menurut Yazid (2006) protein dapat dibagi menjadi 2 golongan utama berdasarkan struktur molekulnya, yaitu :

  1. Protein globuler, yaitu protein berbentuk bulat atau elips dengan rantai polipeptida yang berlipat. Umumnya, protein globuler larut dalam air, asam, basa, atau etanol. Contoh: albumin, globulin, protamin, semua enzim dan antibodi.

  2. Protein fiber, yaitu protein berbentuk serat atau serabut dengan rantai polipeptida memanjang pada satu sumbu. Hampir semua protein fiber memberikan peran struktural atau pelindung. Protein fiber tidak larut dalam air, asam, basa, maupun etanol. Contoh: keratin pada rambut, kolagen pada tulang rawan, dan fibroin pada sutera.

Sumber Protein

Menurut Muchtadi (2010) sumber protein bagi manusia dapat digolongkan menjadi 2 macam, yaitu sumber protein konvensional dan non-konvensional.

1. Protein konvensional
Protein konvensional merupakan protein yang berupa hasil pertanian dan peternakan pangan serta produk-produk hasil olahannya. Berdasarkan sifatnya, sumber protein konvensional ini dibagi lagi menjadi dua golongan yaitu protein nabati dan protein hewani.

  • Protein nabati, yaitu protein yang berasal dari bahan nabati (hasil tanaman), terutama berasal dari biji-bijian (serealia) dan kacang-kacangan. Sayuran dan buah-buahan tidak memberikan kontribusi protein dalam jumlah yang cukup berarti.

  • Protein hewani, yaitu protein yang berasal dari hasil-hasil hewani seperti daging (sapi, kerbau kambing, dan ayam), telur (ayam dan bebek), susu (terutama susu sapi), dan hasil-hasil perikanan (ikan, udang, kerang, dan lain-lain). Protein hewani disebut sebagai protein yang lengkap dan bermutu tinggi, karena mempunyai kandungan asam-asam amino esensial yang lengkap yang susunannya mendekati apa yang diperlukan oleh tubuh, serta daya cernanya tinggi sehingga jumlah yang dapat diserap (dapat digunakan oleh tubuh) juga tinggi.

2. Protein non-konvensional
Protein non-konvensional merupakan sumber protein baru, yang dikembangkan untuk menutupi kebutuhan penduduk dunia akan protein. Sumber protein non- konvensional berasal dari mikroba (bakteri, khamir, atau kapang), yang dikenal sebagai protein sel tunggal (single cell protein), tetapi sampai sekarang produknya belum berkembang sebagai bahan pangan untuk dikonsumsi.

Pencernaan Protein

Menurut Sugeng (2013), protein hanya dapat diserap oleh tubuh manusia jika sudah diurai dalam bentuk yang sederhana. Penguraian protein dalam sistem pencernaan manusia melibatkan seluruh organ pencernaan manusia melibatkan seluruh organ pencernaan dan kerja dari enzim protease melalui serangkaian proses.

  1. Pencernaan protein dalam rongga mulut dan kerongkongan
    Proses pencernaan protein melibatkan kerja gigi dan ludah di dalam rongga mulut. Gigi dalam hal ini berfungsi untuk memperkecil ukuran makanan sedangkan ludah (saliva) berfungsi untuk melumasi (lubricating) rongga mulut. Saliva akan membasahi makanan sewaktu dikunyah agar makanan yang kering menjadi massa yang semi-padat sehingga akan lebih mudah ditelan. Tidak terjadi perubahan protein di dalam mulut, karena saliva tidak mengandung enzim protease.

  2. Pencernaan protein dalam lambung
    Protein yang tertampung di dalam lambung akan bereaksi dengan enzim pepsin yang berasal dari getah lambung. Enzim pepsin hanya akan terbentuk jika asam lambung (HCl) menemukan protein dan melakukan penguraian rangkaiannya. Penguraian rangkaian protein dalam lambung secara biokimia akan menstimulasi pepsin pasif menjadi pepsin aktif. Enzim pepsin memecah ikatan protein menjadi gugus yang lebih sederhana, yaitu pepton dan proteosa. Kedua gugus ini merupakan polipeptida pendek yang masih belum dapat diabsorbsi oleh jonjot usus.

  3. Pencernaan protein dalam usus halus
    Polipeptida pendek yang dihasilkan dari reaksi enzim pepsin dan protein kemudian akan bercampur dengan enzim protease (erepsin) di dalam usus halus. Protease berasal dari pankreas yang disalurkan ke usus halus melalui dinding membran. Protease mengandung beberapa prekursor antara lain prokarboksipeptida, kimotripsinogen, tripsinogen, proelastase, dan collagenase. Masing-masing prekursor protease ini akan menghidrolisis polipeptida menjadi jenis asam amino yang berbeda-beda. Setelah protein berhasil diurai menjadi asam amino, selanjutnya jonjot usus yang terdapat pada dinding usus penyerapan (ileum) akan menyerap asam amino yang dihasilkan dari proses pencernaan protein untuk dikirimkan melalui aliran darah ke seluruh sel-sel tubuh.

  4. Pencernaan protein dalam usus besar dan anus
    Jika asam amino yang dihasilkan dari proses pencernaan protein memiliki jumlah yang berlebih, asam amino tersebut kemudian akan dirombak menjadi senyawa-senyawa seperti amoniak (NH3) dan amonium (NH4OH). Pada tahap selanjutnya, semua senyawa ini kemudian dibuang melalui saluran kencing atau bersama dengan feses.

Fungsi Protein

Menurut Ngili (2013), protein memiliki fungsi-fungsi biologis sebagai berikut:

  • Katalis enzim
    Enzim merupakan protein katalis yang mampu meningkatkan laju reaksi sampai 1012 kali laju awalnya.

  • Alat transport dan penyimpanan
    Banyak ion dan molekul kecil diangkut dalam darah maupun di dalam sel dengan cara berikatan pada protein pengangkut. Contohnya, hemoglobin merupakan protein pengangkut oksigen. Zat besi disimpan dalam berbagai jaringan oleh protein ferritin.

  • Fungsi mekanik
    Protein menjalankan perannya sebagai pembentuk struktur. Misalnya, protein kolagen yang menguatkan kulit, gigi, serta tulang. Membran yang mengelilingi sel dan organel juga mengandung protein yang berfungsi sebagai pembentuk struktur sekaligus menjalankan fungsi biokimia lainnya.

  • Pengatur pergerakan
    Kontraksi otot terjadi karena adanya interaksi antara dua tipe protein filamen, yaitu aktin dan miosin. Miosin juga memiliki aktivitas enzim yang berfungsi untuk memudahkan perubahan energi kimia ATP menjadi energi mekanik. Pergerakan flagela sperma disebabkan oleh protein.

  • Pelindung
    Antibodi merupakan protein yang terlibat dalam perusakan sel asing yang masuk ke dalam tubuh seperti virus, bakteria, dan sel-sel asing lain.

  • Proses informasi
    Rangsangan luar seperti sinyal hormon atau intensitas cahaya dideteksi oleh protein tertentu yang meneruskan sinyal ke dalam sel. Contoh protein rodopsin yang terdapat dalam membran sel retina.

1 Like
5

Protein

Protein merupakan salah satu kelompok bahan makronutrien. Tidak seperti bahan makronutrien lainnya (karbohidrat, lemak), protein ini berperan lebih penting dalam pembentukan biomolekul daripada sumber energi. Namun demikian apabila organisme sedang kekurangan energi, maka protein ini dapat juga di pakai sebagai sumber energi. Keistimewaan lain dari protein adalah strukturnya yang selain mengandung N, C, H, O, kadang mengandung S, P, dan Fe (Sudarmadji, 1989).

Protein merupakan suatu zat makanan yang sangat penting bagi tubuh, karena zat ini disamping berfungsi sebagai zat pembangun dan pengatur, Protein adalah sumber asam- asam amino yang mengandung unsur C, H, O dan N yang tidak dimiliki oleh lemak atau karbohidrat. Molekul protein mengandung pula posfor, belerang dan ada jenis protein yang mengandung unsur logam seperti besi dan tembaga (Budianto, A.K, 2009).

Protein adalah molekul makro yang mempunyai berat molekul antara lima ribu hingga beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai asam amino, yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Asam amino yang terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen ; beberapa asam amino disamping itu mengandung unsur-unsur fosfor, besi, iodium, dan cobalt. Unsur nitrogen adalah unsur utama protein, karena terdapat di dalam semua protein akan tetapi tidak terdapat di dalam karbohidrat dan lemak. Unsur nitrogen merupakan 16% dari berat protein. Molekul protein lebih kompleks daripada karbohidrat dan lemak dalam hal berat molekul dan keanekaragaman unit-unit asam amino yang membentuknya (Almatsier. S, 1989).

Struktur Protein

Molekul protein merupakan rantai panjang yang tersusun oleh mata rantai asam-asam amino. Dalam molekul protein, asam-asam amino saling dirangkaikan melalui reaksi gugusan karboksil asam amino yang satu dengan gugusan amino dari asam amino yang lain, sehingga terjadi ikatan yang disebut ikatan peptida. Ikatan pepetida ini merupakan ikatan tingkat primer. Dua molekul asam amino yang saling diikatkan dengan cara demikian disebut ikatan dipeptida. Bila tiga molekul asam amino, disebut tripeptida dan bila lebih banyak lagi disebut polypeptida. Polypeptida yang hanya terdiri dari sejumlah beberapa molekul asam amino disebut oligopeptida. Molekul protein adalah suatu polypeptida, dimana sejumlah besar asam-asam aminonya saling dipertautkan dengan ikatan peptida tersebut (Gaman, P.M, 1992)

Asam-asam amino

Asam amino ialah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino yang terdapat sebagai komponen, protein mempunyai gugus NH2 pada atom karbon α dari posisi gugus COOH. Rumus umum untuk asam amino ialah :
image

Pada umumnya asam amino larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut organik non polar seperti eter, aseton, dan kloroform. Sifat asam amino ini berbeda dengan asam karboksilat maupun dengan sifat amina. Asam karboksilat alifatik maupun aromatik yang terdiri atas beberapa atom karbon umumnya kurang larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. Demikian amina pula umumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik (Poejiadi. A, 1994).

Asam amino adalah senyawa yang memiliki satu atau lebih gugus karboksil (COOH) dan satu atau lebih gugus amino (NH2) yang salah satunya terletak pada atom C tepat disebelah gugus karboksil (atom C alfa). Asam-asam amino bergabung melalui ikatan peptida yaitu ikatan antara gugus karboksil dari asam amino dengan gugus amino dari asam amino yang disampingnya (Sudarmadji. S, 1989).

Sifat Protein

Protein merupakan molekul yang sangat besar, sehingga mudah sekali mengalami perubahan bentuk fisik maupun aktivitas biologis. Banyak faktor yang menyebabkan perubahan sifat alamiah protein misalnya : panas, asam, basa, pelarut organik, pH, garam, logam berat, maupun sinar radiasi radioaktif. Perubahan sifat fisik yang mudah diamati adalah terjadinya penjendalan (menjadi tidak larut) atau pemadatan (Sudarmadji. S, 1989).

Ada protein yang larut dalam air, ada pula yang tidak larut dalam air, tetapi semua protein tidak larut dalam pelarut lemak seperti misalnya etil eter. Daya larut protein akan berkurang jika ditambahkan garam, akibatnya protein akan terpisah sebagai endapan. Apabila protein dipanaskan atau ditambahkan alkohol, maka protein akan menggumpal. Hal ini disebabkan alkohol menarik mantel air yang melingkupi molekul-molekul protein. Adanya gugus amino dan karboksil bebas pada ujung-ujung rantai molekul protein, menyebabkan protein mempunyai banyak muatan dan bersifat amfoter (dapat bereaksi dengan asam maupun basa). Dalam larutan asam (pH rendah), gugus amino bereaksi dengan H+, sehingga protein bermuatan positif. Bila pada kondisi ini dilakukan elektrolisis, molekul protein akan bergerak kearah katoda. Dan sebaliknya, dalam larutan basa (pH tinggi) molekul protein akan bereaksi sebagai asam atau bermuatan negatif, sehingga molekul protein akan bergerak menuju anoda (Winarno. F.G, 1992).

Jenis – jenis Protein

Klasifikasi protein dapat dilakukan dengan berbagai cara :

1. Berdasarkan bentuknya :

  • Protein fibriler (skleroprotein)
    Adalah protein yang berbentuk serabut. Protein ini tidak larut dalam pelarut-pelarut encer, baik larutan garam, asam basa ataupun alkohol. Contohnya kolagen yang terdapat pada tulang rawan, miosin pada otot, keratin pada rambut, dan fibrin pada gumpalan darah.

  • Protein globuler atau steroprotein
    Adalah protein yang berbentuk bola. Protein ini larut dalam larutan garam dan asam encer, juga lebih mudah berubah dibawah pengaruh suhu, konsentrasi garam, pelarut asam dan basa dibandingkan protein fibriler. Protein ini mudah terdenaturasi, yaitu susunan molekulnya berubah diikuti dengan perubahan sifat fisik dan fisiologiknya seperti yang dialami oleh enzim dan hormon.

2. Berdasarkan kelarutannya, protein globuler dapat dibagi dalam beberapa grup yaitu :

  • Albumin
    Yaitu larut dalam air dan terkoagulasi oleh panas. Contohnya albumin telur, albumin serum, dan laktalbumin dalam susu.

  • Globulin

  • Yaitu tidak larut dalam air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam larutan garam encer, mengendap dalam larutan garam konsentrasi tinggi.Contohnya adalah legumin dalam kacang-kacangan.

  • Glutelin
    Yaitu tidak larut dalam pelarut netral tetapi larut dalam asam atau basa encer. Contohnya glutelin gandum

  • Prolamin atau gliadin
    Yaitu larut dalam alkohol 70-80% dan tak larut dalam air maupun alkohol absolut. Contohnya prolamin dalam gandum.

  • Histon
    Yaitu protein larut dalam air dan tidak larut dalam amoniak encer. Contohnya adalah histon dalam hemoglobin.

  • Protamin
    Yaitu protein paling sederhana dibandingkan protein-protein lainnya, tetapi lebih kompleks dari pada protein dan peptida, larut dalam air dan tidak terkoagulasi oleh panas.Contohnya salmin dalam ikan salmon (Budianto. A.K, 2009).

3. Berdasarkan hasil hidrolisa total suatu protein dikelompokkan sebagai berikut :

  • Asam amino esensial
    Yaitu asam amino yang tidak dapat disintesa oleh tubuh dan harus tersedia dalam makanan yang dikonsumsi. Pada orang dewasa terdapat delapan jenis asam amino esensial :

    1. Lisin
    2. Threonin
    3. Leusin
    4. Phenylalanin
    5. Isoleusin
    6. Methionin
    7. Valin
    8. Tryptophan

    Sedangkan untuk anak-anak yang sedang tumbuh , ditambahkan dua jenis lagi ialah Histidin dan Arginin.

  • Asam amino non esensial

    Yaitu asam amino yang dapat disintesa oleh tubuh. Ialah :

    1. Alanin
    2. Tirosin
    3. Asparagin
    4. Sistein
    5. Asam aspartat
    6. Glisin
    7. Asam glutamat
    8. Serin
    9. Glutamin
    10. Prolin (Sediaoetama. A.D, 1985).

Sumber Protein

Dalam kualifikasi protein berdasarkan sumbernya, telah kita ketahui protein hewani dan protein nabati. Sumber protein hewani dapat berbentuk daging dan alat-alat dalam seperti hati, pankreas, ginjal, paru, jantung , jerohan. Yang terakhir ini terdiri atas babat dan iso (usus halus dan usus besar). Susu dan telur termasuk pula sumber protein hewani yang berkualitas tinggi. Ikan, kerang-kerangan dan jenis udang merupakan kelompok sumber protein yang baik, karena mengandung sedikit lemak, tetapi ada yang alergis terhadap beberapa jenis sumber protein hasil laut ini. Jenis kelompok sumber protein hewani ini mengandung sedikit lemak, sehingga baik bagi komponen susunan hidangan rendah lemak. Namun kerang-kerangan mengandung banyak kolesterol, sehingga tidak baik untuk dipergunakan dalam diet rendah kolesterol. Ayam dan jenis burung lain serta telurnya, juga merupakan sumber protein hewani yang berkualitas baik. Harus diperhatikan bahwa telur bagian merahnya mengandung banyak kolesterol, sehingga sebaiknya ditinggalkan pada diet rendah kolesterol (Sediaoetama. A.D, 1985).

Sumber protein nabati meliputi kacang-kacangan dan biji-bijian seperti kacang kedelai, kacang tanah, kacang hijau, kacang koro, kelapa dan lain-lain. Asam amino yang terkandung dalam protein ini tidak selengkap pada protein hewani, namun penambahan bahan lain yaitu dengan mencampurkan dua atau lebih sumber protein yang berbeda jenis asam amino pembatasnya akan saling melengkapi kandungan proteinnya. Bila dua jenis protein yang memiliki jenis asam amino esensial pembatas yang berbeda dikonsumsi bersama-sama, maka kekurangan asam amino dari satu protein dapat ditutupi oleh asam amino sejenis yang berlebihan pada protein lain. Dua protein tersebut saling mendukung (complementary) sehingga mutu gizi dari campuran menjadi lebih tinggi daripada salah satu protein itu.

Contohnya yaitu dengan mencampurkan dua jenis bahan makanan antara campuran tepung gandum dengan kacang-kacangan, dimana tepung gandum kekurangan asam amino lisin, tetapi asam amino belerangnya berlebihan, sebaliknya kacang-kacangan kekurangan asam amino belerang dan kelebihan asam amino lisin. Pencampuran 1: 1 antara tepung gandum dan kacang-kacangan akan membentuk bahan makanan campuran yang telah meningkatkan mutu protein nabati. Karena itu susu dengan serealia, nasi dengan tempe, kacang-kacangan dengan daging atau roti, bubur kacang hijau dengan ketan hitam merupakan kombinasi menu yang dapat meningkatkan mutu protein (Winarno. F.G, 1992).

1 Like