Kamis, 15 Februari 2018

Makromolekul II; Pengertian, Struktur, Penggolongan, Sifat, Kegunaan, Uji PROTEIN

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 helixbeta-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
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

Makromolekul III;Pengertian, Struktur, Penggolongan, Sifat, Kegunaan, Uji LIPID/LEMAK

  LIPID 1.     Pengertian Lipid Lemak (lipid) merupakan senyawa yang tidak dapat larut dalam air. Secara umum istilah lemak merujuk pa...