Protein

Protein berasal dari bahasa Yunani “proteios” yang berarti pertama dan 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.

Protein merupakan makromolekul yang tterdiri 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).

Berdasarkan susunan atomnya, protein mengandung 50-55% atom karbon (C), 20-23% atom oksigen (O), 12-19% atom nitrogen (N), 6-7% atom hidrogen (H), dan 0,2-0,3% atom sulfur (S).

A. Struktur Protein

Struktur protein dibedakan menjadi struktur primer, sekunder, tersier, dan kuarterner.

1. Struktur Primer

Struktur primer merupakan struktur linear dari residu asam amino sepanjang rantai polipeptida, yang melibatkan pembentukkan ikatan kovalen berupa ikatan peptida dan ikatan disulfida dari intra atau antar rantai polipeptida.

2. Struktur Sekunder

Struktur sekunder protein merupakan struktur tiga dimensi dari rantai peptida di mana terjadi pelipatan dari bagian-bagian rantai polipeptida membentuk struktur tertentu yang beraturan seperti α-heliks, yang melibatkan pembentukan ikatan kovalen antar asam amino dan ikatan disulfida dari sistein juga terdapat ikatan-ikatan hidrogen dari gugus polar pada residu asam amino.

3. Struktur Tersier

Struktur tersier merupakan tiga dimensi dari molekul protein secara keseluruhan. Dalam pembentukkan struktur tersier disamping pelipatan membentuk stuktur α heliks maupun lembar β, juga terjadi interaksi-interaksi non kovalen lain seperti Van der Waals dan interaksi gugus non polar yang mendorong terjadinya pelipatan yang tepat dari rantai peptida.

4. Struktur Kuarterner

Struktur kuarterner merupakan molekul kompleks tidak hanya terdiri dari satu rantai polipeptida, tetapi mengandung beberapa rantai polipeptida. Jadi pada struktur ini, rantai polipeptida yang satu dengan lainnya dapat berinteraksi pula satu sama lain baik berupa interaksi polar, non polar maupun interaksi Van der Waals.

B. Sifat-Sifat Protein

Sifat-sifat fisikokimia setiap protein tidak sama, tergantung pada jumlah dan jenis asam aminonya. Secara umum, sifat-sifat protein adalah sebagai berikut.

1. Protein tidak menunjukkan titik cair tertentu dan tidak dapat disuling.
2. Pada umumnya protein bersifat koloid hidrofil
3. Larutan protein dapat diendapkan atau dikoagulasikan dengan menambahkan larutan pekat NaCl, MgSO4, (NH4)2SO4, alkohol, aseton, asam, dan basa atau dengan pemanasan 100°C. Protein yang telah dikoagulasikan tidak dapat larut dalam air atau dengan pendinginan karena telah mengalami perubahan irreversibel yang disebut denaturasi. Protein yang telah mengalami denaturasi umumnya telah kehilangan fungsi biologinya meskipun rangkaian asam-asam amino tidak rusak. Denaturasi protein terjadi akibat perubahan struktur terutama struktur tersier dan struktur kuarternernya.
4. Dapat mengalami hidrolisis oleh asam-asam encer menjadi asam-asam amino. Hidrolisis protein juga dapat dilakukan oleh enzim protease.

C. Klasifikasi Protein

Protein dapat digolongkan berdasarkan berikut ini.

1. Struktur Susunan Molekul

Berdasarkan struktur susunan molekul, protein dibagi menjadi protein fibriler/skleroprotein dan protein globuler/sferoprotein.

Protein fibriler/skleroprotein adalah protein yang berbentuk serabut. Protein ini tidak larut dalam pelarut encer, baik larutan garam, asam, basa, ataupun alkohol. Berat molekulnya yang besar belum ddapat ditentukan dengan pasti dan sukar dimurnikan.

Susunan molekulnya terdiri dari rantai molekul yang panjang sejajar dengan rantai utama, tidak membentuk kristal dan bila rantai ditarik memanjang, dapat kembali pada keadaan semula. Kegunaan protein fibriler atau skleroprotein terutama hanya untuk membentuk struktur bahan dan jaringan.

Contoh proten fibriler adalah kolagen yang terdapat pada tulang rawan, miosin pada otot keratin pada rambut, dan fibrin pada gumpalan darah.

Protein globuler/sferoprotein yaitu protein yang berbentuk bola. Protein ini banyak terdapat pada bahan pangan seperti susu, telur, dan daging. Protein ini larut dalam garam dan asam encer, lebih mudah berubah di bawah pengaruh suhu, konsentrasi garam, pelarut asam, dan basa dibandingkan protein fibriler. Protein ini mudah terdenaturasi.

2. Kelarutan

Berdasarkan kelarutannya, protein globuler dapat dibagi menjadi beberapa kelompok yaitu albumin, globulin, glutelin, prolamin, histon, dan protamin.

1. Albumin, larut dalam air dan terkoagulasi oleh panas. Contohnya albumin telur, albumin serum, dan laktalbumin dalam susu.
2. Globulin, tidak laruta dalam air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam garam encer, dan mengendap dalam larutan garam konsentrasi tinggi. Contoh globulin adalah miosinogen dalam otot, ovoglobulin dalam kuning telur, amandin dari buah almonds, legumin dalam kacang-kacangan.
3. Glutelin, tidak larut dalam pelarut netral tetapi larut dalam asam atau basa encer. Contohnya glutelin dalam gandum dan oriznin dalam beras.
4. Prolamin atau gliadin, larut dalam alkohol 70 – 80% dan tidak larut dalam air maupun alkohol absolut. Contohnya gliadin dalam gandum, hordain dalam barley, dan zein dalam jagung.
5. Histon, larut dalam air dan tidak larut dalam amonia encer. Histon dapat mengendap dalam pelarut protein lainnya. Histon yang terkoagulasi karena pemanasan dapat larut lagi dalam larutan asam encer. Contohnya globin dalam hemoglobin.
6. Protamin, protein paliing sederhana dibanding protein-protein lain, tetapi lebih kompleks daripada pepton dan peptida. Protein ini larut dalam air dan tidak terkoagulasi oleh panas. Larutan protamin encer dapat mengandung protein lain, bersifat basa kuat, dan dengan asam kuat membentuk garam kuat. Contohnya salmin dalam ikan salmon, klupein pada ikan herring, skombrin pada ikan mackarel dan spirinin pada ikan karper.

3. Berdasarkan Keberadaan Senyawa Lain pada Protein

Berdasarkan keberadaan senyawa lain pada protein, maka protein dibagi menjadi protein konjugasi dan protein sederhana.

1. Protein konjugasi yaitu protein yang mengandung senyawa lain yang nonprotein. Contohnya hemoglobin darah. protein pada heme yaitu suatu senyawa besi kompleks berwarna merah.
2. Protein sederhana yaitu protein yang hanya mengandung senyawa protein.

4. Berdasarkan Tingkat Degradasi

Berdasarkan tingkat degradasinya protein dibedakan menjadi protein alami dan turunan protein.

1. Protein alami adalah protein dalam sel.
2. Turunan protein merupakan hasil degradasi protein. Pada tingkat permulaan denaturasi, dapat dibedakan menjadi protein primer (protein dan meta-protein) dan protein turunan sekunder (protease, pepton, dan peptida).

D. Fungsi dan Peranan Protein

Protein mempunyai beberapa fungsi penting bagi tubuh makhluk hidup yaitu:

1. Membentuk jaringan dalam masa pertumbuhan dan perkembangan tubuh.
2. Memelihara jaringan tubuh, memperbaiki serta mengganti jaringan yang rusak atau mati.
3. Menyediakan asam amino yang diperlukan untuk membentuk enzim pencernaan dan metabolisme serta antibodi yang diperlukan.
4. Mengatur keseimbangan air yang terdapat dalam tiga kompartemen, yaitu intraseluler, ekstraseluler dan intravaskuler.

E. Sumber Protein

Berdasarkan sumbernya, protein dibedakan menjadi dua jenis yaitu protein nabati dan protein hewani.

1. Protein Nabati

Hampir sekitar 70% penyedia protein di dunia 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, sebagian besar penduduk dunia menggunakan serealia (terutama beras, gandum, dan jagung) sebagai sumber utama kalori, yang ternyata sekaligus juga merupakan sumber protein yang penting.

2. Protein Hewani

Hasil-hasil hewani yang umum digunakan sebagai sumber protein adalah daging, telur, susu, dan ikan. Protein hewani disebut sebagai protein yang lengkap dan bermutu tinggi, karena mempunyai kandungan asam-asam amino esensial yang lengkap susunannya mendekati apa yang diperlukan oleh tubuh.