ebelum masuk pada bahasan tentang makromolekul, dirasakan sangat perlu para mahasiswa dan/atau pembaca memahami tentang struktur sel, sebab tanpa mengetahui struktur sel akan cukup sulit untuk membayangkan bagaimana satu proses biokimia berlangsung di dalam kompartemen-kompartemen tertentu di sel.
Sel adalah unit fungsional kehidupan yang merupakan makhluk hidup ataupun penyusun makhluk hidup yang tersusun atas protoplasma yang diselubungi oleh membran tipis dan mampu memperbanyak diri baik secara seksual ataupun lainnya sehingga membentuk sel anakan baik identik ataupun tidak.
Sejatinya, setiap makhluk hidup tersusun atas sel yang merupakan unit fungsional dan herediter terkecil dari makhluk hidup. Makhluk hidup ada yang tersusun atas satu sel saja yang disebut makhluk hidup uniselular dan tersusun atas jutaan bahkan milyaran sel yang disebut makhluk hidup multiselluler. Makhluk hidup tingkat tinggi yang termasuk dalam ‘kingdom’ hewan dan tumbuhan tersusun atas milayaran sel. Sel tersebut dapat bekerja bersama-sama sesuai dengan tugas masing-masing sehingga makhluk hidup itu dapat hidup dan melaksanakan aktivitasnya.
Secara garis besar, sel terbagi atas dua berdasarkan ada tidaknya membran inti yaitu sel eukariot (memiliki membran inti) dan sel prokariot (tidak memiliki membran inti). Hal inilah yang secara garis besar membagi seluruh cabang makhluk hidup yang kita kenal sekarang ini. Mulai dari archaebakteria, bakteri, dan eubakteria (seluruh organisme makhluk hidup selain bakteri dan archaebakteri).
Selanjutnya sel terbagi secara lebih khusus lagi menjadi sel hewan uniseluler (protozoa), sel alga uniseluler, sel fungi (hifa), sel tumbuhan, sel hewan multiseluler, sel bakteri, sel archaebakteria, dan berbagai jenis diferensiasi sel yang ada. Keseluruhan sel yang ada semuanya disesuaikan dengan habitat mereka berada dan kebutuhan mereka untuk tetap lestari.
Sejatinya, Sel prokariot terdapat pada mikroorganisme sel
tunggal, yaitu bakteri dan ganggang hijau-biru (sianobakteri). Sedangkan sel eukariot terdapat pada makroorganisme, yaitu tumbuhan dan hewan dan mikroorganisme, yaitu fungi, ganggang, protozoa. Istilah prokariot dan eukariot diturunkan dari bahasa Yunani ‘karyon’ yang berarti kacang, biji, atau inti. Dengan demikian prokariot berarti “pra inti,” sedang eukariot berarti “inti yang terbentuk secara baik”. Pada prokariot, senyawa genetik ditempatkan di dalam suatu badan inti atau badan serupa inti yang tidak dikelilingi oleh membran. Eukariot, memiliki inti sel yang amat kompleks dan dikelilingi oleh selubung inti yang terdiri dari dua membran.
Sesungguhnya sel yang menyusun makhluk hidup tingkat tinggi memang sangat kecil ukurannya sehingga tidak dapat dilihat dengan alat bantu yang sederhana. Tabel berikut memperlihatkan perbandingan kedua tersebut
Tabel 2.1. Perbandingan Sel Prokariot dan Eukariot
Kompartemen
Sel PROKARIOT Ø 0,2- 5 μm EUKARIOT Ø 2 - 100 μm
Hewan Tumbuhan
Dinding Sel Biasanya
(peptidoglycan) ━ ✚ (selulosa) Membran Plasma ✚ ✚ ✚ Nukleus ━ ✚ ✚ Nukleolus ━ ✚ ✚ Ribosom ✚(sedikit) ✚ ✚ Retikulum endoplasma ━ ✚ ✚ Badan golgi ━ ✚ ✚ Lisosom ━ ✚ ━ Mitokhondria ━ ✚ ✚ Kloroplas ━ ━ ✚
Perosiksom ━ Biasanya Biasanya
Sitoskeleton ━ ✚ ✚
Sentriol ━ ✚ ━
Silia / flagela ━ Sering ━ (di bunga)
✚(lumut, dan pakis) Sumber : Karp (2010); Campbell, Reece and Mitchell (2002)
Esensinya, pengertian sel yang paling utama adalah bahwa tiap sel merupakan unit protoplasma yang diselubungi oleh membran plasma (membran tipis). Protoplasma dalam semua sel hidup mengandung nukleus atau inti sel. Selain dari inti sel, terdapat sitoplasma dalam sel atau dapat disebut sitosol, dalam sitoplasma itu, terdapat beberapa organ sel.
Untuk lebih mudah mengenal struktur sel eukariot (hewan dan tumbuhan) secara umum , disajikan gambarnya dengan struktur sel seperti berikut berikut:
Gambar 2.1. Struktur Sel Hewan
Gambar 2.2. Struktur Sel Tumbuhan (Sumber : Campbell, Reece and Mitchell 2002) Sebelum mengetahui fungsi dari setiap kompartemen sel, sebaiknya dipahami dulu, apa itu ‘membran sel’?. Sejatinya, membran sel sangat penting bagi kehidupan sel, kompartemen ini bersifat dinamis dan berbentuk fluid (cair). Fungsinya, memisahkan bagian dalam sel dari lingkungan ekstrasekuler,
membatasi kompartemen internal yang terdiri dari inti sel dan organ-organ sitoplasma. Kalau pada tumbuhan di bagian dinding sel agak kurang lentur atau ‘kaku’, tetapi pada hewan termasuk manusia tersusun lapisan lipida (fosfolipid bilayer) setebal 5 nanometer dan bersifat semipermeable.
Dinding sel merupakan penyusun sel tumbuhan yang
tersusun atas serat-serat sellulosa, bersifat tebal dan kaku tetapi memiliki celah celah kecil tempat masuknya zat zat yang dibutuhkan. Fungsinya untuk membantu mempertahankan bentuk sel dan melindungi sel dari kerusakan mekanis, setelah itu, barulah adanya membran sel.
Nukleus (inti sel) Adalah organ yang berbentuk bulat
hingga oval, berfungsi untuk mengendalikan seluruh kegiatan sel. Sel eukariotik memiliki membran inti/karioteka sementara sel prokariotik tidak memiliki membran inti/karioteka. Esensi, Inti sel memiliki molekul membran inti sama dengan susunan molekul membran sel, yaitu berupa lipoprotein.
Dalam inti sel, terdapat : 1) nukleolus atau (anak inti), befungsi mensintesis berbagai macam molekul RNA (asam ribonukleat) yang di gunakan dalam perakitan ribosom; 2) nukleoplasma(cairan inti) merupakan zat yang tersusun dari protein; 3) butiran kromatin yang terdapat pada nukluoplasma. Pada saat sel membelah, butiran kromatin menebal menjadi struktur benang yang di sebut kromosom yang mengandung DNA atau asam deoksiribonukleat yang berfungsi menyampaikan informasi genetik melalui sintesis protein.
Ribosom berupa organel berukuran kecil berdiameter
17-20 mikron, yang terdapat bebas dalam sitoplasma atau menempel pada reticulum endoplasma, tersusun atas protein dan RNA. Tiap ribosom terdiri dari 2 subunit yang berbeda ukuran yang saling berhubungan dalam suatu ikatan yang di stabilkan oleh ion magnesium. Ribosom berfungsi untuk sintesis protein.
Kalau retikulum endoplasma adalah organel yang bertindak sebagai saluran-saluran dalam sitoplasma yang menghubungkan membran sel dengan nucleus, memegang peranan yang kuat dalam sintesis zat zat atau molekul molekul yang dibutuhkan oleh sel khususnya untuk regenerasi sel serta pertumbuhan dan perkembangan sel. Sesungguhnya, retikulum berasal dari kata “reticular” yang berarti anyaman benang atau jala, karena letaknya memusat pada bagian dalam sitoplasma (endoplasma), maka disebut sebagai retikulum endoplasma. Olehnya kompartemen ini merupakan perluasan membran yang
saling berhubungan yang membentuk saluran pipih didalam sitoplasma. Halmana, retikulum endoplasma halus berperan penting dalam sintesis lipid atau lemak sedangkan retikulum endoplasma kasar (dengan bantuan ribosom) berperan dalam sintesis protein.
Lisosom merupakan organel yang berperanan dalam
kegiatan fagositik karena di dalam lisosom banyak terkandung enzim pencerna hidrolitik seperti protease, nuklease, lipase, dan fosfatase. Secara umum fungsi lisosom adalah untuk penguraian molekul-molekul.
Badan golgi, organel yang berbentuk seperti kantong
pipih yang berbentuk jala yang terpusat pada salah satu sisi nukleus. Organ ini berfungsi untuk pengemasan dan sekresi protein. Selain itu, sebagai organ yang berfungsi dalam pemeliharaan sel hewan/ tumbuhan dengan menghantarkan zat zat yang dibutuhkan menggunakan ‘mikrovesikel’.
Hakekatnya, fungsi holistik kompartemen badan golgi yaitu:
Mengangkut dan mengubah secara kimia materi materi yg ada didalamnya;
Menghasilkan lender, lili pada tanaman perca, dan secret yg bersifat lengket;
Kadang kadang untuk transport lemak; Pembentukan lisosom;
Membuat enzim pencerSnaan yg belum aktif; Mensintesis polisakarida untuk bahan dinding sel pada tumbuhan.
Mitokondria merupakan “pabrik energi” dalam
kehidupan sel eukariotik, sebab penghasil energi (ATP/ AdenosinTriPhosphat). Secara umum dapat dikatakan bahwa mitokondria berbentuk butiran atau benang. Mitokondria mempunyai sifat plastis yaitu bentuknya mudah berubah. Ukurannya seperti bakteri dengan diameter 0,5 -1 mikrometer dan panjang 3-10 mikrometer.
Kilas balik munculnya pengistilahan mitokondria, diawali dari seorang peneliti bernama Benda di tahun 1898 menemukan di dalam sel ada organel yang berperan penting dalam kehidupan organisme hidup, organel itu disebut ‘mitokondria’. Kemudian di tahun 1934, Bensley dan Hoerz, mengisolasi mitokondria dan menganalisa struktur kimianya. Setelah diisolasi tampak bahwa mitokondria terdiri dari butiran-butiran berbentuk batang pendek
atau benang yang sangat mudah larut dalam alkohol dan asam asetat. Bentuknya ternyata dapat berubah-ubah dan masif tumbuh.
Di sel hewan, dengan adanya mitokondria, nutrisi yang telah diproses atau diglikolisis dalam sitoplasma sebagai proses anarobik akan masuk kedalam mitokondria sebagai asetil ko-A dan kemudian dengan bantuan oksigen akan disempurnakan dalam mitokondria.
Mitokondria mempunyai 2 lapisan membran yaitu membran dalam dan membran luar. Membran luar memiliki permukaan halus dan membran dalam berlekuk-lekuk (krista). Dalam mitokondria terdapat enzim yang bertugas untuk fosfolirasi oksidatif dan sistem transpor elektron.
Membran dalam membagi mitokondria menjadi 2 ruang yaitu: ⑴ ruang intermembran, merupakan ruangan diantara membran luar dan membran dalam. Membran luar dapat di lalui semua molekul kecil, tetapi tidak dapat dilalui protein dan molekul besar ; ⑵ matriks mitokondria merupakan ruang yang diselubungi oleh membran dalam.
Kloroplas adalah plastid yang mengandung klorofil. Di
dalam kloroplas berlangsung fase terang dan fase gelap dari fotosintesis tumbuhan. Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak umum dalam semua sel. Bila ada, maka tiap sel dapat memiliki satu sampai banyak plastid.
Pada tumbuhan tingkat tinggi umumnya berbentuk cakram (kira-kira 2 x 5 mm, kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya. Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral, bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid.
Kloroplas matang pada beberapa ganggang , biofita dan likopoda dapat memperbanyak diri dengan pembelahan.
Kesinambungan kloroplas terjadi melalui pertumbuhan dan pembelahan proplastid di daerah meristem. Secara khas kloroplas dewasa mencakup dua membran luar yang menyelimuti ‘stroma homogen’, di sinilah berlangsung reaksi-reaksi fase gelap.
Dalam stroma tertanam sejumlah grana, masing-masing terdiri atas setumpuk tilakoid yang berupa gelembung bermembran, pipih dan diskoid (seperti cakram). Membran tilakoid menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem transpor elektron yang terlibat dalam fase fotosintesis yang
bergantung pada intensitas cahaya. Grana biasanya terkait dengan lamela intergrana yang bebas pigmen.
Bagi sel Prokariotik yang berfotosintesis tidak mempunyai kloroplas, tilakoid yang banyak itu terletak bebas dalam sitoplasma dan memiliki susunan yang beragam dengan bentuk yang beragam pula. Kloroplas mengandung DNA lingkar dan mesin sistesis protein, termasuk ribosom dari tipe prokariotik.
Peroksisom adalah organel yang terdapat pada semua
sel eukariot. Peroksisom memiliki membran tunggal sama halnya dengan lisosom. Organel sel yang mengandung sekitar 50 enzim ini membantu dalam proses oksidatif sel hewan. Semisalnya enzim katalase, bekerja mengkatalisis perombakan peroksida yang bersifat racun menjadi molekul netral H2O dan O2.
Sitoskeleton memiliki struktur seperti rangka yang
menjaga bentuk sel hewan. Walaupun bukan sebagai organel sel hewan (karena berada diluar sitoplasma).
Sentriol merupakan organel yang dapat dilihat ketika sel
mengadakan pembelahan. Pada fase tertentu dalam daur hidupnya sentriol memiliki silia atau flagela.Sentriol hanya dijumpai pada sel hewan , sedangkan pada sel tumbuhan tidak. Melalui sentriol, benang benang pembelahan akan muncul (spindle) yang akan memisahkan kromosom homolog sehingga tertarik menuju sentriol yang telah membelah juga (pada kutub masing masing).
⓷ PROTEIN
ahasan tentang protein pada pengetahuan biokimia adalah sangat penting karena grup kimia protein merupakan senyawa yang bekerja pada sentral struktur tubuh dan dinamikanya sangat variatif pada organisme hidup.
Protein merupakan senyawa yang ditemukan dalam semua sel hidup, yaitu pada manusia, hewan dan tumbuhan. Protein mempunyai peran penting untuk mempertahankan struktur dan fungsi semua bentuk kehidupan, olehnya protein disebut senyawa yang bekerja pada sentral struktur tubuh.
Protein, asal kata ‘protos’ dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama/primer". Protein sangat penting untuk pertumbuhan dan perbaikan dan fungsi protein tidak terbatas. Setiap sifat yang menjadi ciri khas suatu organisme hi dup sangat dipengaruhi oleh protein. Halmana protein 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 nutrisi. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).
Di pertengahan abad 19 telah diketahui bahwa protein merupakan senyawa nitrogenous dengan berat molekul tinggi yang sangat kompleks komposisinya, seperti: asam, alkali atau enzim bercampur menjadi satu ikatan senyawa yang dikenal sebagai asam amino (Fruton and Simmonds, 1958). Di era itu sampai sekarang ini klasifikasi protein secara umum yang diakui
adalah (1) albumin (larut di air dan larutan garam); (2) globulin (larut di air tetapi tidak larut di larutan garam); (3) prolamin (dapat larut pada etanol 70-80%, tetapi tidak larut pada air dan atanol absolut); (4) glutelin (larut dalam larutan asam dan alkali, tetapi tidak larut di air, larutan garam dan etanol); dan (5) scleroprotein/protein serabut (tidak larut pada larutan air). Klasifikasi ini sesungguhnya bersumber dari hasil komitmen antara “British Physiological Society dan American Physiological society di tahun 1908 (Fruton and Simmonds, 1958).
Sejatinya, dasar utama yang umum digunakan dalam klasifikasi protein, yaitu : (A) atas dasar bentuk molekulnya dan (B) atas dasar komposisi zat penyusun
A. Berdasarkan bentuk molekulnya
Berdasarkan bentuk molekulnya, protein dibedakan menjadi dua yaitu protein serabut (protein) dan protein globular.
● Protein serabut(=skleroprotein= albumoid = skrelin) Serat (fibrous) berbentuk panjang dan terikat bersama-sama sebagai fibril-fibril oleh ikatan hydrogen. Tidak larut dalam air, sehingga ketidak larutan ini mengakibatkan gaya antar molekul menjadi kuat. Semisalnya, keratin (kulit kepiting, kulit udang, rambut, kuku, bulu, tanduk), pada kolagen (jaringan penghubung), fibroin (sutera) dan miosin (otot).
Protein serabut ini berbentuk serabut; tidak larut dalam pelarut encer, baik larutan garam, basa ataupun alkohol. Molekulnya terdiri atas rantai molekul yang panjang, sejajar dengan rantai utama, tidak membentuk kristal dan bila ditarik memanjang kembali kebentuk semula. Fungsi dari protein ini adalah membentuk struktur bahan dan jaringan.
Sesungguhnya protein ini banyak terdapat pada hewan, tidak larut dalam air, tahan terhadap enzim proteolitik, seperti:
a. Kolagen
Merupakan protein jaringan tubuh, tidak larut dalam air, tahan terhadap pemecahan enzim. Bila dipanaskan dalam air mendidih/asam encer/alkali encer akan menjadi gelatin yang lebih mudah larut dalam air dan mudah dipecah oleh enzim.
Kurang lebih 30% dari protein total dalam hewan mamalia adalah kolagen. Kolagen mengandung hidroksi prolin, hidroksi lisin. Tidak terdapat unsur S, sehingga tidak mempunyai sistein, sistin, triptofan.
b. Elastin
Adalah protein yang terdapat dalam urat darah, jaringan elastis (jaringan penghubung).
c. Keratin
Adalah protein yang terdapat dalam kulit krustasea, rambut, kuku, bulu. Banyak mengandung belerang (sistin) sekitar 14%.
● Protein globural
Protein globural berbentuk seperti bola, banyak terdapat pada bahan hewani (susu, daging, telur). Protein ini mudah larut dalam garam dan asam encer serta mudah berubah karena pengaruh suhu, konsentrasi garam, asam dan basa serta mudah mengalami denaturasi.
B. Berdasarkan atas komposisi zat penyusunnya dibedakan menjadi :
● Protein sederhana
Intinya, pada hidrolisis protein sederhana hanya dihasilkan asam amino saja. Termasuk dalam kelompok ini seperti :
1. Protamin
Protein ini bersifat alkalis dan tidak mengalami koagulasi pada pemanasan.
2. Albumin
Protein larut dalam air dan larutan garam encer, BM-nya relatif rendah. Albumin terdapat dalam putih telur (albumin telur), susu (laktalbumin), darah (albumin darah) dan sayur-sayuran.
3. Globulin
Larut dalam larutan garam netral, tetapi tidak larut dalam air. Terkoagulasi oleh panas dan akan mengendap pada larutan garam konsentrasi tinggi (salting out), dalam tubuh banyak terdapat sebagai zat antibodi dan fibrinogen. Kalau pada susu terdapat dalam bentuk laktoglobulin, dalam telur ovoglobulin, dalam daging myosin dan acitin dan dalam kedele disebut
glisilin atau secara umum dalam kacang-kacangan disebut legumin.
4. Glutelin
Larut dalam asam dan basa encer, tetapi tidak larut dalam pelarut netral. Contoh : gluten pada gandum dan oryzenin pada beras.
5. Prolanin
Larut dalam etanol 50-90% dan tidak larut dalam air. Protein ini banyak mengandung prolin dan asam glutamat serta banyak terdapat didalam serelia. Contohnya : zein pada jagung, gliadin pada gandum, dan kordein pada barley.
6. Skleroprotein
Tidak larut dalam air dan larutan netral dan tahan terdapat hidrolisis enzimatis. Protein ini berfungsi sebagai strukutr kerangka pelindung pada manusia dan hewan. Contoh kolagen, elastin, dan keratin.
7. Histon
Merupakan protein basa, karena banyak mengandung lisin dan arginin. Bersifat larut dalam air dan akan tergumpalkan oleh ammonia.
8. Globulin
Hampir sama dengan histon. Globulin kaya akan arginin, triptophan, histidin tapi tidak mengandung isoleusin terdapat dalam darah (hemoglobin).
9. Protein bermolekul rendah
Merupakan protein yang sangat sederhana BM relatif rendah (4000-8000), kaya akan arginin, larut dalam air dan terkoagulasi oleh panas dan bersifat basa.
● Protein majemuk (Protein konjugasi)
Protein majemuk terdiri atas bagian asam amino yang berikatan dengan bahan non protein misalnya lipida, asam nukleat, karbohidrat dan lain-lain.
1. Posferoprotein : mengandung gugus asam folat yang terikat pada gugus hidriksil dari serin dan theroin. Banyak terdapat pada susu dan kuning telur.
2. Lipoprotein : mengandung lipida, asam lemak, listin. Sehingga mempunyai kapasitas sebagai zat pengemulsi yang baik, terdapat dalam telur, susu dan darah.
3. Nukleoprotein : kombinasi antara asam nukleat dan protein. Misal : musin pada air liur, ovomusin pada telur, nukoid pada serum.
4. Kromoprotein : kombinasi protein dengan gugus berfigmen yang biasanya mengandung unsur logam. Contoh : hemoglobin, myglobulin, chlorofil dan flavoprotein.
5. Metaloprotein : merupakan komplek utama antara protein dan logam seperti halnya kromatorprotein. Contoh : feritrin (mengandung Fe), coalbumin (mengandung CO dan Zn).
Protein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh. Setiap orang dewasa harus sedikitnya mengkonsumsi 1 g protein per kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan para atlet-atlet
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. Esensinya, protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838 (Nelson and Cox , 2005)
Struktur protein seperti terlihat pada gambar 3.1, dimana hirarki sebagai berikut: struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat).
Gambar 3.1. Struktur α-helix dan β-sheet pada Protein Didasarkan pada beberapa buku bacaan, ternyata struktur protein, sebagai berikut:
① 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 (dilakukan riset pada tahun 1950), dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek, yakni fokus risetnya pada insulin, dimana insulin adalah hormon hasil dari pankreas. Merupakan protein kecil dengan BM = 14 000 terdiri
atas 2 rantai. Sanger, dapat memisahkan 2 rantai tersebut, dimana rantai A: terdiri atas 21 residu asam amino, rantai B: terdiri atas 30 residu asam amino.
Antara 2 ikatan peptida terdapat 2 ikatan interpeptida di-sulfida, dan 1 ikatan intrapeptida di-sulfida. Beliau menggunakan teknik pemecahan dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, yang selanjutnya memicu mutasi genetik.
Hakekatnya, Struktur ini merupakan struktur yang paling sederhana, berupa suatu linear (rantai lurus) asam amino. Pembentukan ikatan peptida antara satu asam amino dengan asam amino yang lain mengakibatkan tiap asam amino kehilangan gugus amino dan karboksil akan berbeda diujung-ujung rantai polipeptida.
② Struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hydrogen, atau dengan perkataan lain struktur sekunder, asam-asam amino yang menyusun protein dihubungkan oleh ikatan peptida dan ikatan hydrogen. Oleh karena itu rantai polipeptida yang terbentuk tidak berupa rantai lurus, melainkan berbentuk rantai terpilin (α- helix) (lihat gambar 3.1). Intinya, struktur sekunder ditandai dengan adanya putaran-putaran/belokan dari rantai peptida. Dengan adanya putaran ini dapat terjadi interaksi di dalamnya karena sangat berdekatan, interaksi umumnya ikatan hidrogen yakni seperti terlihat sebagai berikut:
Dengan adanya interaksi maka struktur sekunder mantap dan lebih khas untuk tiap protein. Terdapat 2 bentuk struktur: a heliks, lempeng bergelombang (plater sheet, lihat pada gambar 3.1).
Berbagai bentuk struktur sekunder yang ditemui misalnya :
⋆ alfa heliks (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").
Halmana, alfa heliks (konformasi a), timbul karena putaran dari rantai peptida. Yang mula-mula ditemukan: protein panjang a keratin, tidak larut dalam air dan tidak dapat dicernakan.
Lempeng bergelombang (konformasi b)
③ 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. Ikatan-ikatan yang mungkin dapat terjadi adalah :
■ Ikatan hydrogen,
■ Ikatan ionik (elektrostatik), ■ Ikatan disulfida,
■ Ikatan hidrofobik, dan
■ Ikatan dipole atau ikatan hidrofolik.
④ Struktur kuartener terbentuk dari beberapa unit molekul protein tersier, membentuk satu molekul protein. Ikatan