PROTEIN

Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.

Molekul protein mengandung karbon, hidrogen,oksigen,nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.

Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).

Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun1838.

Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagitranslasi yang dilakukan ribosom.^[1] Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.

Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat):^[4][5]
   struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida).Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut memicu mutasi genetik.
Jika ingin mempelajari bagaimana metabolismenya di tubuh, ada baiknya sebelum itu kita harus mengenal terlebih dahulu bagaimana struktur protein. Zat ini sendiri diketahui merupakan salah satu zat kebutuhan utama tubuh kita selain darikarbohidrat, lemak, air, dan elektrolit. Sel-sel dalam tubuh kita selain sebagian besar mengandung air juga mengandung zat protein. Besar kandungannya adalah 10 hingga 20 persen dari massa sel. Mengenai jenisnya, dapat dibagi menjadi tipe struktural dan tipe fungsional.
Padi-padian dan hadsilnya relative rendah dalam protein,tetapi karena dimakan dalam jumlah baanyak, member sumbangan besar terhadap konsumsi protein sehari.Bahan Makanan hewani kaya dalam protein bermutu tinggi,tetapi hanya merupakan 18,4 % konsumsi protein rata-rata penduduk Indonesia.
Jika anak mengalami cedera atau infeksi yang meluas, prognosanya buruk dan bisa berakibat fatal.
anak-anak yang menderita kkp ini menahan beberapa cairan dan memiliki lebih banyak lemak tubuh dibandingkan dengan penderita marasmus.
kadar kolesterol juga menurun dan terjadi perlemakan pada hati yang membesar (pengumpulan lemak yang berlebihan di dalam sel-sel hati). Kekurangan protein akan menganggu: pertumbuhan badan, sistem kekebalan, kemampuan untuk memperbaiki kerusakan jaringan, produksi enzim dan hormon.
Pada marasmus dan kwashiorkor sering terjadi diare. perkembangan tingkah laku pada anak yang menderita malnutrisi berat sangat lambat dan bisa terjadi keterbelakangan mental. Biasanya anak yang menderita marasmus tampak lebih sakit daripada anak yang lebih tua yang menderita kwashiorkor.
Karena protein merupakan makanan pembentuk asam, kelebihan asupan protein akan meningkatkan kadar keasaman tubuh, khususnya keasaman darah dan jaringan. Kondisi ini disebut asidosis. Gangguan pencernaan, seperti kembung, sakit mag, sembelit, merupakan gejala awal asidosis.(3)

struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:
alpha helix (α-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral;
beta-sheet (β-sheet, "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H);
beta-turn, (β-turn, "lekukan-beta"); dan gamma-turn, (γ-turn, "lekukan-gamma").^[4]
struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener.
contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.

Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan instrumenamino acid analyzer, (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan spektrometri massa.

Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR).^[6] Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah.

Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional.(1)

Jenis dan Struktur Protein

Protein Struktural

Terdapat dalam sel terutama dalam bentuk filamen panjang yang merupakan polimer dari banyak unit molekul protein. Salah satu kegunaan filamen intrasel tersebut yang terpenting adalah untuk membentuk mikrotubulus yang merupakan sitoskeleton organel sel seperti silia, akson saraf, gelendong mitosis pada sel yang sedang bermitosis dan sebuah massa tubulus berfilamen tipis dengan pola yang tidak teratur dan menahan bagian-bagian dari sitoplasma dan nukleoplasama agar tetap berada di konpartemen keduanya masing-masing. Di ruang ekstrasel, struktur protein yang berfibril terutama dijumpai pada serat kolagen dan elastin jaringan ikat padat, dinding pembuluh darah, tendon, ligamentum, dan sebagainya.

Protein Fungsional

Sedangkan protein jenis ini beerbeda sepenuhnya,biasanya terdiri dari kombinasi beberapa molekul dalam tubulus globulus. Struktur protein jenis ini terutama merupakn enzim sel dan tidak seperti protein,berfibril. Protein fungsional sering berpindah-pindah dalam cairan sel. Banyak juga yang melekat pada bentukan bermembran dalam sel. Enzim berhubungan langsung dengan zat lain dalam cairan sel dan dengan demikian membantu terjadinya reaksi-reaksi kimia intrasel yang spesifik. Contoh dari reaksi yang dimaksud adalah seperti reaksi kimia yang memecah glukosa menjadi komponen penyusunnya dan kemudian menggabungkan komponen tersebut dengan oksigen untuk membentuk karbon dioksida dan air yang secara bersamaan menghasilkan energi yang diperlukan untuk fungsi sel semuanya diperantarai oleh serangkaian enzim.(2)

Sumber Protein

Bahan makanan hewani merupakan suber protein yang baik,dalam jumlah maupun mutu, seperti telur ,susus,daging,unggas ,ikan ,dan kerang.Sumber prtein nabati ialah kacang kedele,dan hasilnya sepeti tempedan tahu serta kacang-kacangan lain.

Manfaat Protein

Protein bagi tubuh adalah sebagai zat pembangun, misalnya pada anak-anak sangat berperan untuk perkembangan tubuh dan sel otaknya. Sedangkan pada orang dewasa, apabila terjadi luka, memar dan sebagainya, maka protein dapat membangun kembali sel-sel yang rusak. Isoflavon yang terkandung dalam kacang kedelai adalah senyawa glikosida yang larut dalam air dan bersifat anti aging (anti penuaan dini). Dan anti oxidant (anti radikal bebas).

Akibat Kekurangan dan Kelebihan Protein

•Kekurangan

Diantara kelaparan yang berat dan nutrisi yang cukup, terdapat tingkatan yang bervariasi dari nutrisi yang tidak memadai, seperti kurang kalori protein (kkp), yang merupakan penyebab kematian pada anak-anak di negara-negara berkembang. pertumbuhan yang cepat, adanya infeksi, cedera atau penyakit menahun, dapat meningkatkan kebutuhan akan zat-zat gizi, terutama pada bayi dan anak-anak yang sebelumnya telah menderita malnutrisi. Kurang kalori protein disebabkan oleh konsumsi kalori yang tidak memadai, yang mengakibatkan kekurangn protein dan mikronutrisi (zat gizi yang diperlukan dalam jumlah sedikit, misalnya vitamin dan mineral).

Terdapat tiga jenis kkp, yaitu:

·        Kkp Kering : Jika seseorang tampak kurus dan mengalami dehidrasi. Kkp kering disebut marasmus, merupakan akibat dari kelaparan yang hampir menyeluruh. Seorang anak yang mengalami marasmus, mendapatkan sangat sedikit makanan. Badannya sangat kurus akibat hilangnya otot dan lemak tubuh.

·        Kkp Basah : Jika seseorang tampak membengkak karena tertahannya cairan. Kkp basah disebut kwashiorkor, yang dalam bahasa afrika berarti 'anak pertama-anak kedua'. Istilah tersebut berdasarkan pengamatan bahwa anak pertama menderita kwashiorkor ketika anak kedua lahir dan menggeser anak pertama dari pemberian asi ibunya. Anak pertama yang telah disapih tersebut mendapatkan makanan yang jumlah zat gizinya lebih sedikit bila dibandingkan dengan asi, sehingga tidak tumbuh dan berkembang. Kekurangan protein pada kwashiorkor biasanya lebih jelas dibandingkan dengan kekurangan kalori, yang mengakibatkan: tertahannya cairan (edema), penyakit kulit dan perubahan warna rambut. Anak yang menderita kwashiorkor biasanya telah menjalani penyapihan, sehingga usianya lebih besar daripada anak yang menderita marasmus.

·        Kkp Menengah : jika seseorang berada dalam kondisi diantara kkp kering dan kkp basah. Kkp menengah disebut marasmik-kwashiorkor.

Tubuh menghancurkan/memecahkan jaringannya sendiri untuk digunakan sebagai kalori:

• cadangan karbohidrat yang disimpan dalam hati habis

terpakai

• protein di otot dipecah untuk menghasilkan protein baru

• cadangan lemak dipecah untuk menghasilkan kalori.

Sebagai akibatnya seluruh tubuh mengalami penyusutan. Pada kwashiorkor, tubuh hanya mampu menghasilkan sedikit protein baru. akibatnya kadar protein dalam darah menjadi berkurang, menyebabkan cairan terkumpul di lengan dan tungkai sebagai edema.

·        Kelebihan

Protein secara berlebihan tidak menguntungkan bagi tubuh. Makanan yang tinggi protein biasanya tinggi lemak sehingga dapat dapat menyebabkan obesitas.

Kelebihan protein tidak baik, karena dapat mengganggu metabolisme protein yang berada di hati. Ginjal pun akan terganggu tugasnya, karena bertugas membuang hasil metabolisme protein yang tidak terpakai.Malah kalo kadar protein terlalu tinggi bisa-bisa kalsium keluar dari tubuh. Ini kan bisa jadi penyebab osteoporosis.

Pertanyaan :
1.Apa yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener  , dan kenapa perbedaan itu bisa terjadi ? jelaskan !
2.Kenapa kalsium bisa keluar dari tubuh apabila kadar protein terlalu tinggi ?

Sumber :

(1)http://id.wikipedia.org/wiki/Protein#cite_note-2

(2)http://www.kesehatan123.com/3160/jenis-dan-struktur-protein/

(3)http://mrz7.blogspot.com/2008/12/akibat-kekurangan-dan-kelebihan-protein.html

sesuai slide no 42 .