PROTEIN
1.
Pengertian
Protein
Protein berasal dari bahasa Yunani Proteios artinya yang pertama
atau yang utama. Protein adalah senyawa polipeptida yang dihasilkan dari
polimerasi asam amino antar molekul asam amino yang saling berikatan membentuk
protein terdapat ikatan kovalen yang disebut sebagai ikatan peptida. Ikatan
peptida ini terjadi antara atom C dari gugus –COOH dengan atom N dari gugus
–NH2.
2.
Struktur
Protein
Protein
memiliki struktur hierarki yang cukup kompleks, diawali dengan struktur primer.
Struktur primer akan bergabung membentuk struktur sekunder dan akan
berinteraksi membentuk struktur tersier. Bagi protein yang memiliki
kompleksitas yang tinggi, struktur tersier dapat membentuk struktur kuartener,
suatu fase bagi protein untuk bersifat stabil dan aktif. Lebih lanjut mari kita
bahas masing-masing struktur secara lebih spesifik.
a.
Struktur primer
Struktur primer protein adalah
ikatan peptida yang tersusun atas rantai asam-amino yang berikatan satu sama
lain secara linear. Asam amino penyusun ikatan peptida terdiri atas 21 macam
yang memiliki struktur yang khas.
b.
Struktur sekunder
Struktur sekunder protein terbentuk
akibat adanya ikatan hidrogen dari atom C, O, H dan N yang melekat pada asam
amino penyusunnya. Secara umum, terdapat dua jenis struktur sekunder protein,
yakni alpha-helix dan beta-sheet. Struktur alpha
helix menyerupai lilitan tali dan dapat terlihat dari dua arah berbeda
yakni arah putar kanan (right-handed) ataupun putar kiri (left-handed).
Sementara itu, struktur beta-sheet menyerupai pelat datar yang
saling bertindihan dengan rantai polipeptida yang berikatan sejajar juga
melalui ikatan hidrogen. Hampir serupa dengan alpha helix, beta-sheet memiliki
dapat berorientasi paralel atau antiparalel.
c.
Struktur tersier
Struktur tersier protein mencapai
bentuk tiga dimensi dari interaksi asam amino, muatan ion, ataupun gugus yang
terdapat pada struktur sekunder. Interaksi ini memungkinkan terjadinya
pelipatan protein (protein folding) dari struktur sekunder.
Protein folding dapat terjadi melalui ikatan hidrogen, atau
ikatan disulfida yang terdapat pada struktur alpha-helix ataupun beta-sheet.
Interaksi muatan ion, yang
disebabkan oleh muatan positif dari gugus ammonium (seperti leusin) dengan
muatan negatif dari gugus karboksil (seperti yang terdapat pada asam glutamat)
juga membentu proses protein folding. Selain itu, interaksi
hidrofobik yang melibatkan asam amino bergugus hidrofobik (triptofan, tirosin
dan fenilalanin) akan bergabung untuk menghindari air karena sifatnya yang
tidak larut dalam air (hidrofobik). Sebaliknya, asam amino bergugus hidrofilik,
seperti lisin dan leusin cenderung akan berinteraksi satu sama lain sehingga
lebih mudah terkespor ke dalam larutan (air). Struktur tersier tergolong ke
dalam struktur yang cukup kompleks dan telah bersifat fungsional yang
membutuhkan pengkodean folding sedemikian rupa.
Diperkirakan protein folding dapat terjadi dalam kurun waktu
yang sangat singkat (perseribu detik).
d.
Struktur kuartener
Struktur kuartener terbentuk atas
struktur tersier yang tergabung dalam satuan subunit yang serupa (homomer) atau
berbeda (heteromer). Sebagai contoh, enzim virus HIV protease tersusun atas dua
subunit yang serupa sehingga dinamakan homodimer (homo = sama, di = 2).
Sebaliknya, banyak pula protein yang memiliki subunit yang tidak serupa seperti
yang terdapat pada insulin, yang tersusun atas dua subunit heterodimer
(hetero=berbeda; rantai alpha dan rantai beta). Kedua subunit ini dihubungkan
oleh dua jembatan disulfida. Salah satu molekul yang cukup komplek adalah
protein GroEl (protein yang berperan dalam proses folding protein
lain), yang tersusun atas delapan subunit yang sama (oktamer).
3.
Penggolongan
Protein
a. Berdasarkan
bentuk morfologisnya protein digolongkan atas dua golonga (Budianto, 2009),
yaitu:
1) Protein
serabut (fibrous protein) yaitu protein yang berbentuk serabut atau lempengan,
terutama disusun oleh polipeptida primer dan sekunder. Contoh protein serabut
adalah kolagen yang terdapat pada tulang rawan, miosin pada otot, keratin pada
rambut, dan fibrin pada gumpalan darah.
2) Protein
bulat (globular protein) yaitu protein yang berbentuk bulat atau lonjong, perbandingan
panjang dengan tebal kurang dari 10, tersusun oleh polipeptida struktur tersier
dan kuartener. Contoh protein globular adalah albumin terdapat dalam telur, susu,
plasma dan hemoglobin; globulin terdapat pada otot, serum, kuning telur; histon
terdapat dalam jaringan-jaringan kelenjar timus, pankreas, dan protamin.
b. Berdasarkan
kelarutannya dalam air atau pelarut lain, protein digolongkan atas beberapa
golongan (Winarno, 1991), yaitu:
1) Albumin:
larut dalam air dan terkoagulasi oleh panas. Contohnya adalah ovalbamin (dalam
telur), seralbumin (dalam serum), laktalbumin (dalam susu).
2) Skleroprotein: tidak larut dalam pelarut
encer, baik larutan garam, asam, basa, dan alkohol. Contohnya kolagen (pada
tulang rawan), miosin (pada otot), keratin (pada rambut).
3) Globulin:
tidak larut dalam air, terkoagulasi oleh panas. Larut dalam larutan garam encer,
dan dapat mengendap dalam larutan garam konsentrasi tinggi (salting out).
Contohnya adalah
miosinogen (dalam otot), ovoglobulin (dalam kuning telur), legumin (dalam
kacang-kacangan).
4) Glutelin:
tidak larut dalam pelarut netral, tetapi larut dalam asam atau basa encer. Contohnya
adalah glutelin (dalam gandum), orizenin (dalam beras).
5) Prolamin
(gliadin): larut dalam alkohol 70-80% dan tidak larut dalam air maupun alkohol
absolut. Contohnya adalah prolamin (dalam gandum), gliadin (dalam jagung), zein
(dalam jagung).
6) Protamin:
larut dalam air dan tidak terkoagulasi dalam panas.
7) Histon:
larut dalam air dan tidak larut dalam amonia encer, dapat mengendap dalam pelarut
protein lainnya, dan apabila terkoagulasi oleh panas dapat larut kembali dalam
asam encer. Contohnya adalah globin (dalam hemoglobin).
c. Berdasarkan
hasil hidrolisanya protein dibagi atas dua golongan (Budianto, 1991), yaitu:
1) Protein
tunggal (protein sederhana): hasil hidrolisa dari asam-asam amino. Contohnya:
albumin, globulin, keratin dan hemoglobin.
2) Protein
jamak (protein konyugasi atau protein kompleks): adalah protein yang mengandung
senyawa lain yang non protein, hasil hidrolisanya asam amino dan bukan asam
amino. Contohnya glikoprotein terdapat pada hati, lipoprotein terdapat pada
susu, dan kasein terdapat pada kuning telur.
d. Berdasarkan
fungsi protein (Almatsier, 2004), yaitu:
1) Penyusun
Enzim, protein merupakan bagian terbesar pada enzim.
2) Protein
Pengangkut, mampu mengikat, membawa, dan melepaskan molekul protein tertentu,
misalnya hemoglobin mengangkut O2 dalam darah, lipoprotein mengangkut lipida
dalam darah dan mioglobin mengangkut O2 dalam otot.
3) Protein
pembangun, sebagai protein pembangun dan pengganti protein yang rusak pada
organel atau jaringan. Contohnya glikoprotein, keratin, kolagen dan elastin.
4) Protein
otot, protein yang mengontrol gerak oleh otot, misalnya miosin dalam otot, dinein
dalam rambut.
5) Protein
pertahanan tubuh, protein ini dikenal dengan imunoglobulin (Ig), dimana merupakan
suatu protein khusus yang dapat mengenal, mengikat, dan menghancurkan
benda-benda asing yang masuk dalam tubuh seperti virus, bakteri, dan sel asing,
misalnya berbagai antibodi, fibrinogen (dalam proses pembentukan darah).
6) Protein
hormon, sebagai pembentuk hormon, contohnya insulin.
7) Protein
Racun, protein yang bersifat racun, misalnya risin dalam beberapa jenis beras,
racun ular.
8) Protein
Makanan, protein yang dijadikan sebagai cadangan energi, misalnya albumin,
orizenin, dan sebagainya.
e. Berdasarkan
sumbernya, protein digolongkan atas dua (Budianto, 2009) yaitu:
1) Protein
hewani
Protein hewani adalah
protein yang berasal dari hewan, dimana hewan yang memakan tumbuhan mengubah protein
nabati menjadi protein hewani. Contoh daging sapi, daging ayam, susu, udang,
telur, belut, ikan gabus dan lain-lain.
2) Protein
nabati
Protein nabati adalah
protein yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Contoh jagung, kacang kedelai,
kacang hijau, dan jenis kacang-kacangan lainnya yang mengandung protein tinggi.
Kacang kedelai merupakan sumber protein nabati yang mempunyai mutu atau nilai
biologi tertinggi dan sedangkan yang relatif rendah mutunya dalam sumber
protein adalah padi-padian dan hasilnya.
4.
Sifat
Protein
Sifat fisik protein adalah:.
1) Protein tidak berwarna dan hambar
2)
Mereka homogen dan kristal.
3) Protein bervariasi dalam bentuk, protein bisa berbentuk struktur kristaloid
sederhana sampai struktur fibrilar panjang.
4) Struktur protein terdiri dari dua pola yang berbeda – protein globular dan
protein fibrilar.
5) Protein globular yang berbentuk bulat dan hadir pada tanaman. Protein
Fibrilar yang seperti benang, mereka umumnya hadir pada hewan.
6) Protein umumnya memiliki berat molekul besar berkisar antara 5 X 103 dan 1
X 106.
7) Karena ukuran besar, protein menunjukkan banyak sifat koloid.
8) Tingkat difusi protein sangat lambat.
9) Protein menunjukkan efek Tyndall.
10) Protein cenderung mengubah sifat mereka seperti denaturasi. Banyak sekali
proses denaturasi diikuti dengan koagulasi.
11) Denaturasi mungkin akibat dari agen fisik atau kimia. Para agen fisik
meliputi, gemetar, pembekuan, pemanasan dll agen kimia seperti sinar-X, radiasi
radioaktif dan ultrasonik.
12) Protein seperti asam amino menunjukkan amfoter yaitu properti, mereka dapat
bertindak sebagai asam dan alkali.
13) Seperti protein yang amfoterik di alam, mereka dapat membentuk garam dengan
kedua kation dan anion berdasarkan muatan bersih.
14) Kelarutan protein tergantung pada pH. Kelarutan terendah terlihat pada
titik isoelektrik, kelarutan meningkat dengan meningkatnya keasaman atau
alkalinitas.
15) Semua protein menunjukkan bidang cahaya terpolarisasi ke kiri, yaitu,
laevorotatory.
Sifat Kimia Protein
1)
Protein ketika dihidrolisis oleh asam,
seperti asam pekat HCl hasil amino dalam bentuk hidroklorida.
2)
Ketika Protein dihidrolisis dengan
alkali menyebabkan hidrolisis asam amino tertentu seperti arginie, sistein,
serin, dll, juga aktivitas optik dari asam amino yang hilang.
3)
Protein yang bereaksi dengan alkohol
memberikan ester yang sesuai. Proses ini dikenal sebagai esterifikasi.
5.
Kegunaan
Protein
a. Sebagai
Enzim
Berperan terhadap
perubahan-perubahan kimia dalam sistem
biologis
biologis
b. Alat
Pengangkut dan Alat Penyimpanan
Banyak molekul dengan BM kecil serta
beberapa ion dapat diangkut atau dipindahkan oleh protein-protein tertentu.
c. Pengatur
Pergerakan
Protein merupakan komponen utama daging,
gerakan otot terjadi karena adanya dua molekul protein yang saling bergeseran.
d. Penunjang
Mekanis
Kekuatan dan daya tahan robek kulit dan
tulang disebabkan adanya kolagen, suatu protein yang berbentuk bulat panjang
dan mudah membentuk serabut.
e. Pertahanan
Tubuh
Pertahanan tubuh biasanya dalam bentuk
antibodi, yaitu suatu protein khusus yang dapat mengenal dan menempel atau
mengikat benda-benda asing yang masuk kedalam tubuh seperti virus, bakteri, dan
sel-sel asing lain.
f. Media
Perambatan Impuls Syaraf
Protein yang mempunyai fungsi ini
biasanya berbentuk reseptor, misalnya rodopsin, suatu protein yang bertindak
sebagai reseptor/penerima warna atau cahaya pada sel-sel mata.
g. Pengendalian
Pertumbuhan
Protein ini bekerja sebagai reseptor
(dalam bakteri) yang dapat mempengaruhi fungsi bagian-bagian DNA yang mengatur
sifat dan karakter bahan (Winarno, 2004).
6.
Uji
Protein
a. Uji
Protein Kualitatif
1) Reaksi
Warna
Reaksi warna ini
berdasarkan adanya ikatan peptid, maupun adanya sifat-sifat dari asam amino
yang dikandungnya.
2) Reaksi
Biuret
Reaksi ini merupakan
tes umum yang baik terhadap protein, dilakukan dengan cara menambahkan larutan
protein dengan beberapa tetes CuSO4 encer dan beberapa ml NaOH. Reaksi positif
dengan warna ungu, terjadi karena adanya kompleks senyawa yang terjadi antara
Cu dengan N dari molekul ikatan peptida.
3) Reaksi
Ninhidrin
Larutan protein
ditambah dengan beberapa tetes larutan ninhidrin kemudian dipanaskan beberapa
saat dan didiamkan hingga dingin, hasil positif apabila terbentuk warna biru (Kusnawidjaja,
1989).
4) Reaksi
Molish
Reaksi positif
menunjukkan adanya gugus karbohidrat pada protein. Tes ini dilakukan dengan
cara, larutan protein ditambah dengan beberapa tetes alpha naftol, dikocok
perlaha selama 5 detik, miringkan tabung dan ditambahkan H2SO4 melalui dinding
tabung, kemudian tegakkan kembali tabung. Hasil positif bila terlihat adanya
cincin diperbatasan kedua cairan.
5) Reaksi
Millon
Dilakukan dengan cara
menambahkan larutan protein dengan beberapa tetes reagen millon diaduk sampai
adanya endapan putih kemudian dipanaskan hati-hati dan ditambahkan NaNO3 setelah
dingin. Hasil positif ditandai dengan terjadinya warna merah pada larutan
tersebut.
b. Uji
Protein Kuantitatif
1) Cara
Kjeldahl
Cara kjeldahl digunakan
untuk menganalisis kadar protein kasar dalam bahan makanan secara tidak
langsung, karena yang dianalisis dengan cara ini adalah nitrogennya. Dengan
mengalikan hasil analisis tersebut dengan angka konversi 6,5, diperoleh nilai protein
dalam bahan makanan itu. Angka 6,5 berasal dari angka konversi serum albumin
yang biasanya mengandung 16% nitrogen.
Cara Kjeldahl pada
umumnya dapat dibedakan atas tiga cara, yaitu cara makro, semimakro, dan mikro.
a) Tahap
Destruksi
Dalam tahap ini, sampel
dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terurai menjadi unsur-unsurnya.
Elemen karbon, hidrogennya teroksidasi menjadi CO, CO2, H2O, sedangkan nitrogennya
berubah menjadi NH4HSO4. Untuk mempercepat proses destruksi, ditambah selenium
sebagai katalisator.
b) Tahap
Destilasi
Pada tahap ini amonium
hidrogen sulfat dipecah menjadi ammonia (NH3) dengan penambahan NaOH sampai
alkalis dan dipanaskan. Agar tidak menghasilkan gelembung gas yang besar maka
dapat ditambah dengan logam seng. Ammonia yang dibebaskan selanjutnya ditangkap
oeh larutan asam, asam yang dapat dipakai adalah asam borat 2%. Agar kontak
antara asam dan ammonia lebih baik maka
diusahakan ujung tabung destilasi tercelup sedalam mungkin dalam larutan asam. Destilasi
diakhiri apabila semua ammonia terdestilasi sempurna yaitu destilasi tidak basa
lagi.
c) Tahap
Titrasi
Pada tahap ini destilat
dititrasi dengan HCl 0,1 N dengan menggunakan indikator methyl orange (MO)
sampai terjadi perubahan warna dari kuning menjadi orange. (Sudarmaji, dkk,
1989).
4) Cara
Dumas
Prinsip cara ini adalah
bahan makanan contoh dibakar dalam atmosfer CO2 dan dalam lingkungan yang
mengandung kupri oksida. Semua atom karbon dan hidrogen akan diubah menjadi CO2
dan uap air. Semua gas dialirkan kedalam larutan NaOH dan dilakukan pengeringan
gas. Semua gas terabsorpsi kecuali gas nitrogen, dan gas ini kemudian
dianalisis dan diukur (Winarno, 2004).
Daftar Pustaka
Tidak ada komentar:
Posting Komentar