Minggu, 24 November 2013

Protein

PROTEIN



A. Pengertian Protein
Protein (protos yang berarti ”paling utama”) adalah senyawa organik kompleks yang mempunyai bobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Peptida dan protein merupakan polimer kondensasi asam amino dengan penghilangan unsur air dari gugus amino dan gugus karboksil. Jika bobot molekul senyawa lebih kecil dari 6.000, biasanya digolongkan sebagai polipeptida. Proetin banyak terkandung di dalam makanan yang sering dikonsumsi oleh manusia. Seperti pada tempe, tahu, ikan dan lain sebagainya. Secara umum, sumber dari protein adalah dari sumber nabati dan hewani. Protein sangat penting bagi kehidupan organisme pada umumnya, karena ia berfungsi untuk memperbaiki sel-sel tubuh yang rusak dan suplai nutrisi yang dibutuhkan tubuh. Maka, penting bagi kita untuk mengetahui tentang protein dan hal-hal yang berkaitan dengannya. Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa selain polisakarida, lipid dan polinukleotida yang merupakan penyusun utama makhluk hidup.

B.   Struktur Kimia Protein
Protein adalah  senyawa  organik kompleks yang tersusun atas unsur Karbon(C), Hidrogen(H), Oksigen(O), Nitrogen(N) dan kadang-kadang mengandung zat Belerang(S) dan Fosfor(P).
Protein merupakan makromolekul yang terdiri dari satu atau lebih polimer. Setiap Polimer tersusun atas monomer yang di sebut asam amino. Masing-masing asam amino mengandung satu atom Karbon(C) yang mengikat satu atom Hidrogen(H), satu gugus amin(NH2), satu gugus karboksil(-COOH) dan lain-lain(Gugus R).
Berbagai jenis asam amino membentuk rantai panjang melalui ikatan peptida. Ikatan Peptida adalah ikatan antara gugus karboksil satu asam amino dengan gugus amin dari asam amino lain yang ada di sampingnya.  Asam amino yang membentuk rantai panjang ini disebut protein (Polipeptida). Polipeptida di dalam tubuh manusia disintesis di dalam ribosom. Setelah disintesis, protein mengalami”pematangan”menjadi protein yang lebih kompleks.
Asam amino yang diperlukan tubuh ada 20 macam.sepuluh diantaranya sangat penting bagi pertumbuhan sel-sel tubuh manusia dan tidak dapat dibuat dalam tubuh, sehingga harus didapatkan dari luar tubuh. Asam amino itu disebut asam amino esensial. Selain asam amino esensial terdapat juga asam emino non-esensial.  Asam amino non-esensial merupakan asam amino yang dapat dibuat dalam tubuh manusia. Bahan bakunya berasal dari asam amino lainnya. Namun ada juga yang mengatakan bahwa asam amino terbagi menjadi 3, ditambah dengan asam amino semiesensial. Asam amino semiesensial adalah asam amino yang dapat menghemat pemakaian beberapa asam amino esensial.

Asam amino adalah unsur-unsur yang membentuk protein. Kumpulan asam amino di sebut sebagai protein. Sebagai contoh sederhana pengandaian : sebuah bangunan bisa diartikan sebagai protein, sedangkan semen, batu-bata, atap, jendela, pintu, kayu dan bahan-bahan yang membentuk bangunan tersebut bisa diibaratkan sebagai asam amino.

Asam Amino sendiri di bagi menjadi 3 jenis :
1. Asam amino essensial.
2. Asam amino non-essensial.
3. Asam amino essensial bersyarat.

Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak bisa diproduksi sendiri oleh tubuh, sehingga harus didapat dari konsumsi makanan. Asam amino non-esensial adalah asam amino yang bisa diprosuksi sendiri oleh tubuh, sehingga memiliki prioritas konsumsi yang lebih rendah dibandingkan dengan asam amino esensial. Asam amino esensial bersyarat adalah kelompok asam amino non-esensial, namun pada saat tertentu, seperti setelah latihan beban yang keras, produksi dalam tubuh tidak secepat dan tidak sebanyak yang diperlukan sehingga harus didapat dari makanan maupun suplemen protein.
Struktur Asam Amino


Jenis-jenis asam amino essensial :
1. Leucine (Leu, L), (BCAA = Branched-Chain Amino Acids = Asam amino dengan rantai bercabang)
- Membantu mencegah penyusutan otot
- Membantu pemulihan pada kulit dan tulang

2. Isoleucine (Ile, I), (BCAA = Branched-Chain Amino Acids = Asam amino dengan rantai bercabang)
- Membantu mencegah penyusutan otot
- Membantu dalam pembentukan sel darah merah

3. Valine (Val,V), (BCAA = Branched-Chain Amino Acids = Asam amino dengan rantai bercabang)
- Tidak diproses di organ hati, dan lebih langsung diserap oleh otot
- Membantu dalam mengirimkan asam amino lain (tryptophan, phenylalanine, tyrosine) ke otak

4. Lycine (Lys, K)


- Kekurangan lycine akan mempengaruhi pembuatan protein pada otot dan jaringan penghubugn lainnya
- Bersama dengan Vitamin C membentuk L-Carnitine
- Membantu dalam pembentukan kolagen maupun jaringan penghubung tubuh lainnya (cartilage dan persendian)

5. Tryptophan (Trp, W)


- Pemicu serotonin (hormon yang memiliki efek relaksasi)
- Merangsang pelepasan hormon pertumbuhan

6. Methionine (Met, M)
- Prekusor dari cysteine dan creatine
- Menurunkan kadar kolestrol darah
- Membantu membuang zat racun pada organ hati dan membantuk regenerasi jaringan baru pada hati dan ginjal

7. Threonine (Thr, T)


- Salah satu asam amino yang membantu detoksifikasi
- Membantu pencegahan penumpukan lemak pada organ hati
- Komponen penting dari kolagen
- Biasanya kekurangannya diderita oleh vegetarian

8. Phenylalanine (Phe, F)
- Prekursor untuk tyrosine
- Meningkatkan daya ingat, mood, fokus mental
- Digunakan dalam terapi depresi
- Membantuk menekan nafsu makan

Jenis-jenis asam amino non-essensial :

1. Aspartic Acid (Asp, D)


- Membantu mengubah karbohidrat menjadi energy
- Membangun daya tahan tubuh melalui immunoglobulin dan antibodi
- Meredakan tingkat ammonia dalam darah setelah latihan

2. Glyicine (Gly, G)


- Membantu tubuh membentuk asam amino lain
- Merupakan bagian dari sel darah merah dan cytochrome (enzim yang terlibat dalam produksi energi)
- Memproduksi glucagon yang mengaktifkan glikogen
- Berpotensi menghambat keinginan akan gula

3. Alanine (Ala, A)

- Membantu tubuh mengembangkan daya tahan
- Merupakan salah satu kunci dari siklus glukosa alanine yang memungkinkan otot dan jaringan lain untuk mendapatkan energi dari asam amino

4. Serine (Ser, S)

- Diperlukan untuk memproduksi energi pada tingkat sel
- Membantuk dalam fungsi otak (daya ingat) dan syaraf

Jenis-jenis asam amino essensial bersyarat :
1. Arginine (Arg, R), (asam amino essensial untuk anak-anak)


- Diyakini merangsang produksi hormon pertumbuhan
- Diyakini sebagai pemicu Nitric Oxide (suatu senyawa yang melegakan pembuluh darah untuk aliran darah dan pengantaran nutrisi yang lebih baik) dan GABA
- Bersama glycine dan methionine membentuk creatine

2. Histidine (His, H), (asam amino essensial pada beberapa individu)


- Salah satu zat yang menyerah ultraviolet dalam tubuh
- Diperlukan untuk pembentukan sel darah merah dan sel darah putih
- Banyak digunakan untuk terapi rematik dan alergi

3. Cystine (Cys, C)


- Mengurangi efek kerusakan dari alkohol dan asap rokok
- Merangsang aktivitas sel darah putih dalam peranannya meningkatkan daya tahan tubuh
- Bersama L-Aspartic Acid dan L-Citruline menetralkan radikal bebas
- Salah satu komponen yang membentuk otot jantung dan jaringan penyambung (persendian, ligamen, dan lain-lain)
- Siap diubah menjadi energi
- Salah satu elemen besar dari kolagen

4. Glutamic Acid (Glu, E), (Asam Glutamic)

- Pemicu dasar untuk glutamine, proline, ornithine, arginine, glutathine, dan GABA
- Diperlukan untuk kinerja otak dan metabolisme asam amino lain

5. Tyrosine (Tyr, Y)

- Pemicu hormon dopamine, epinephrine, norepinephrine, melanin (pigmen kulit), hormon thyroid
- Meningkatkan mood dan fokus mental

6. Glutamine (Gln, Q)

- Asam amino yang paling banyak ditemukan dalam otot manusia
- Dosis 2 gram cukup untuk memicu produksi hormon pertumbuhan
- Membantu dalam membentuk daya tahan tubuh
- Sumber energi penting pada organ tubuh pada saat kekurangan kalori
- Salah satu nutrisi untuk otak dan kesehatan pencernaan
- Mengingkatkan volume sel otot

7. Taurine
- Membantu dalam penyerapan dan pelepasan lemak
- Membantu dalam meningkatkan volume sel otot

8. Ornithine

- Dalam dosis besar bisa membantu produksi hormon pertumbuhan
- Membantu dalam penyembuhan dari penyakit
- Membantu daya tahan tubuh dan fungsi organ hati

Asam amino biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia rantai samping tersebut menjadi empat kelompok. Rantai samping dapat membuat asam amino bersifat asam lemah, basa lemah, hidrofilik jika polar, dan hidrofobik jika nonpolar.

Asam Amino Polar
Memiliki gugus R yang tidak bermuatan
Senyawa : Serin , threonin, sistein, metionin, asparagin, glutamin
Bersifat hidrofilik --> mudah larut dalam air
Cenderung terdapat di bagian luar protein
Sistein berbeda dgn yg lain, karena ggs R terionisasi pada pH tinggi (pH = 8.3) sehingga dapat mengalami oksidasi dengan sistein membentuk ikatan disulfide 
(-S-S-) --> sistin (tdk tmsk dlm a.a. standar karena selalu tjd dari 2 buah molekul sistein dan tidak dikode oleh DNA)

Asam Amino Non Polar
Memiliki gugus R alifatik 
Glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin dan prolin
Bersifat hidrofobik. Semakin hidrofobik suatu a.a spt Ile (I) --> biasa terdapat di bagian dlm protein.
Prolin berbeda dgn a.a --> siklis. Tapi mempunyai byk kesamaan sifat dgn kelompok alifatis ini.
Umum terdapat pada protein yang berinteraksi dengan lipid

Asam Amino Gugus Aromatik
Fenilalanin, tirosin dan triptofan
Bersifat relatif non polar--> hidrofobik 
Fenilalanin bersama dgn V, L & I --> a.a plg hidrofobik
 gugus hidroksil , triptofan --àTirosin > cincin indol
Sehingga mampu membentuk ikatan hidrogen --> penting untuk menentukan struktur ensim
Asam amino aromatik mampu menyerap sinar UV λ 280 nm --> sering digunakan utk menentukan kadar protein

Asam Amino Bermuatan Positif (+) 
Lisin, arginin, dan histidin
Mempunyai gugus yg bsft basa pd rantai sampingnya
Bersifat polar --> terletak di permukaan protein dapat mengikat air.
Histidin mempunyai muatan mendekati netral (pd gugus imidazol) dibanding 
          - lisin --> gugus amino
          - arginin --> gugus guanidino
Krn histidin dpt terionisasi pada pH mendekati pH fisioligis --> sering berperan dlm reaksi ensimatis yg melibatkan pertukaran proton

Asam Amino Bermuatan Negatif (-)
Aspartat dan glutamat
Mempunyai gugus karboksil pada rantai sampingnya --> bermuatan (-) / acid pada pH 7

C. Pembagian Protein
Berdasarkan macam asam amino yang menyusun polipeptid,Protein dapat digolongkan menjadi3,Yaitu:
1.       Protein Sempurna
Protein sempurna adalah protein yang mengandung asam-asam amino lengkap,baik macam maupun jumlahnya.Contohnya kasein pada susu dan albumin pada putih telur.Pada umumnya protein hewan adalah Protein Sempurna
2.      Protein Kurang Sempurna
Protein kurang sempurna adalah protein yang mengandung asam amino lengkap,tetapi beberapa diantaranya jumlahnya sedikit.Protein ini tidak dapat mencukupi kebutuhan pertumbuhan,Namun hanya dapat mempertahankan kebutuhan jaringan yang sudah ada.Contohnya Protein lagumin pada kacang-kacangan dan Gliadin pada gandum.
3.       Protein Tidak Sempurna
Protein tidak sempurna adalah protein yang tidak mengandung atau sangat sedikit mengandung asam amino esensial.Protein ini tidak dapat mencukupi untuk pertumbuhan dan mempertahankan kehidupan yang telah ada.Contohnya Zein pada jagung dan beberapa protein yang berasal dari tumbuhan.

D. Fungsi Protein
1.       Sebagai katalis dalam proses biokimia.
2.      Sebagai alat transport, yaitu protein hemoglobin
3.       Sebagai pelindung, seperti antibodi
4.      Sebagai sistem kendali dalam bentuk hormon,
5.      Zat pembangun misalnya glikoprotein terdapat dalam dinding sel, keratin yang terdapat pada kulit, kuku dan rambut.
6.       Sebagai komponen penyimpanan dalam biji-bijian.
7.      Merupakan sumber gizi
8.      Sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino.

E. Kekurangan Protein
Setiap orang dewasa sedikitnya harus mengonsumsi 1 g protein per kg berat tubuhnya. Jadi bila berat tubuh seseorang adalah 55 kg, artinya ia harus mendapatkan protein sebanyak 55 g dalam sehari. Namun ini hanya angka kecukupan umum, dan bisa berbeda pada setiap orang.
Akibat kekurangan protein
ü  Gangguan pertumbuhan
ü  Mudah terkena infeksi
ü  Kwashiorkor (busung lapar)
ü  Marasmus dan bisa berujung pada kematian
ü  Kerontokan rambut (rambut banyak mengandung protein dan keratin)
Beberapa ahli menyarankan bahwa konsumsi protein kita dalam sehari sebaiknya terbagi menjadi 80% berasal dari protein hewani dan 20 % berasal dari protein nabati.

F.  Kelebihan Protein
Protein secara berlebihan tidak menguntungkan bagi tubuh. Makanan yang tinggi protein biasanya tinggi lemak sehingga dapat menyebabkan obesitas. Kelebihan protein tidak baik, karena dapat menggannggu metabolisme protein yang yang berada di hati. Ginjal pun akan terganggu tugasnnya, karena bertugas membuang hasil metabolisme yang tidak terpakai. Malah jika kadar protein terlalu tinggi bisa-bisa kalsium keluar dari tubuh. Dan bisa menyebabkan osteoporosis. Karena protein meupakan makanan pembentuk asam, kelebihan asupan protein juga akan meningkatkan kadar keasaman tubuh, khususnya keasaman darah dan jaringan. Kondisi ini disebut asidosis. Gangguan pencernaan, seperti kembung, sakit maag, sembelit, merupakan gejala awal asidosis.

G.  Sumber Protein yang Utama
Protein terdapat di hampir setiap jenis makanan, tetapi ada beberapa makanan yang mengandung protein jauh lebih banyak dari yang lainya. Makanan yang banyak mengandung protein antara lain :
ü  Susu
ü  Telur
ü  Keju
ü  Daging
ü  Ikan
ü  Ikan Teri
ü  Bijian-bijian yang masih berkulit ari
ü  Ercis
ü  Kentang
ü  Kacang tanah
ü  dan kacang kedelai
Susu dan sejenisnya merupakan sumber protein yang terbaik. Umumnya, protein dari sumber ini mudah dicerna dan diserap oleh tubuh. Susu mengandung protein yang sempurna dan juga mengandung kalsium dan fosfor dalam proporsi yang tepat untuk anak-anak yang sedang tumbuh dan ibu yang masih menyusui. Tetapi meskipun susu merupakan makanan baik, kita harus tetap berhati-hati, karena susu sangat mudah sekali terkontaminasi oleh kuman-kuman penyakit baik itu karena proses pemerahannya, pengolahan, maupun proses penyimpanannya. 

Daging juga merupakan sumber utama untuk protein. Selain protein, di dalamnya terkandung pula zat besi, fosfor dan vitamin B Complex. Namun perlu diperhatikan bahwa semua daging hewan mengandung suatu jenis "sampah" yang harus dikeluarkan oleh ginjal. Ini berarti pekerjaan tambahan bagi tubuh dan juga pasti akan membawa kesulitan bagi mereka yang ginjalnya sudah rusak. Ada beberapa alasan orang-orang tidak mau memakan daging. Tapi sejatinya, meskipun ia tidak memakan daging, sebaiknya tetap memperoleh cukup protein dari makanan lain.

Protein yang membangun tubuh disebut Protein Struktural sedangkan protein yang berfungsi sebagai enzim,antibodi atau hormon dikenal sebagai Protein Fungsional. Protein struktural pada umumnya bersenyawa dengan zat lain di dalam tubuh makhluk hidupContoh protein struktural antara lain nukleoprotein yang terdapat di dalam inti sel dan lipoprotein yang terdapat di dalam membran sel.Ada juga protein yang tidak bersenyawa dengan komponen struktur tubuh,tetapi terdapat sebagai cadangan zat di dalam sel-sel makhluk hidup.Contoh protein seperti ini adalah protein pada sel telur ayam,burung,kura-kura dan penyu.

Semua jenis protein yang kita makan akan dicerna di dalam saluran pencernaan menjadi zat yang siap diserap di usus halus,yaitu berupa asam amino-asamamino. Asam amino-asam amino yang dihasilkan dari proses pencernaan makanan berperan sangat penting di dalam tubuh,untuk:
ü  Bahan dalam sintesis subtansi penting seperti hormon,zat antibodi,dan organel sel lainnya
ü  Perbaikan,pertumbuhan dan pemeliharaan struktur sel,jaringan dan organ tubuh
ü  Sebagai sumber energi,setiap gramnya akan menghasilkan 4,1 kalori.
üMengatur dan melaksakan metabolisme tubuh,misalnya sebagai enzim(protein mengaktifkan dan berpartisipasi pada reaksi kimia kehidupan)
üMenjaga keseimbangan asam basa dan keseimbangan cairan tubuh.Sebagai senyawa penahan/bufer,protein berperan besar dalam menjaga stabilitas pH cairan tubuh.Sebagai zat larut dalam cairan tubuh,protein membantu dalam pemeliharaan tekanan osmotik di dalam sekat-sekat rongga tubuh.
ü Membantu tubuh dalam menghancurkan atau menetralkan zat-zat asing yang masuk ke dalam tubuh.