MAKALAH
PROTEIN
Oleh : Galih Widi Astuti
Fahmi Nur Hidayat (14312241041) Iga Nur Azizah (14312241042)
Linda Anggi Febri Yani Adha Luthfi Asri Maharani
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM YOGYAKARTA
BAB I Pendahuluan 1. Latar Belakang
Potein adalah senywa organik yang molekulnya sangat besar dan susunannya sangat kompleks serta merupakan polimer dari alfa asam-asam amino. Jadi, sebenarnya protein bukan merupakan zat tunggal, serta molekulnya sederhana, tetapi masih merupakan asam amino. Oleh karena protein tersusun atas asam-asam amino, maka susunan kimia mengandung unsur-unsur seperti terdapat pada asam-asam amino penyusunnya yaitu C, H, O, N dan kadang-kadang mengandung unsur-unsur lain, seperti misalnya S, P, Fe, atau Mg.
Dalam kehidupan protein memegang peranan yang penting pula. Proses kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Disamping itu hemoglobin dalam butir-butir darah merah atau eritrosit yang berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru keseluruh bagian tubuh, adalah salah satu jenis protein. Disamping digunakan untuk pembentukan sel-sel tubuh, protein juga dapat digunakan sebagai sumber energi apabila tubuh kita kekurangan karbohidrat dan lemak. Protein mempunyai molekul besar dengan bobot molekul bervariasi antara 5000 sampai jutaan. Ada 20 jenis asam amino yang terdapat dalam molekul protein. Asam-asam amino ini terikat satu dengan yang lain oleh ikatan peptide. Protein mudah dipengaruhi oleh suhu tinggi, PH, dan pelarut organic.
Mengenai Protein dilihat dari segi lebih besar akan dijelaskan di dalam makalah ini.
2. Rumusan Masalah
a. Apa pengertian Protein itu? b. Apa penyusun Protein? c. Bagaimana struktur protein? d. Apa fungsi Protein?
3. Tujuan
b. Mengetahui zat yang menyusun protein. c. Dapat mengetahu struktur protein? d. Mengetahu fungsi dari protein.
BAB II Pembahasan
PROTEIN
Kata Protein berasal dari bahasa yunani proteious yang berarti tempat pertama. Protein menyusun lebih dari 50% massa kering sebagian masa kering sebagian besar sel. Protein teramat penting bagi hampir semua hal yang dilakukan organisme. Protein merupakan urutan linier dari residu asam-asam amino yang terhubung melalui ikatan peptida. Ikatan peptida adalah ikatan kovalen antara gugus amino dari satu asam amino dan gugus karboksil dari asam amino yang lain. (Ngili, Yohanes, 2009, 73)
Meskipun protein beraneka ragam semuanya merupakan polimer yang tersusun dari suatu zat yang sama, yang terdiri dari 20 asam amino. Polimer asam amino disebut Polipeptida (polypeptide).
Semua asam amino berstruktur sama. Asam amino(amino acid) adalah molekul organik yang memiliki gugus karboksil dan gugus amino sekaligus. Di tengah asam amino terdapat atom karbon asimetrik yang disebut karbon alfa (α). Keempat mitra karbon yang berbeda-beda adalah gugus amino, gugus karboksil, atom hidrogen, dan suatu gugus bervariasi yang dilambangkan dengan R. Gugus R disebut juga rantai samping, berbeda-beda untuk setiap asam amino. 20 asam amino di bawah ini digunakan oleh sel untuk membangun ribuan protein yang dimilikinya.
Gugus amino dan karboksil diatas digambarkan dalam bentuk terionisasi. Karena biasanya seperti itulah kondisinya dalam PH-sel.
Sifat-sifat fisik dan kimia rantai samping menentukan ciri unik suatu asam amino tertentu, sehingga mempengaruhi peran fungsionalnya dalam polipeptida. Asam amino dengan rantai samping non-polar bersifat hidrofobik. Asam amino dengan ranta samping polar bersifat hidrofilik, dan asam amino dengan rantai samping bermuatan negatif akibat keberadaan gugus karboksil yang biasanya terionisasi pada PH seluler bersifat asam, sedangkan asam amino yang bersifat basa memiliki gugus amino pada rantai samping beruatan positif. Karena bermuatan, rantai samping yang bersifat asam dan basa juga bersifat hidrofilik.
Polimer Asam Amino
Ketika dua asam amino terletak sedekian rupa, sehingga gugus karboksil pada salah satu asam amino bersebelahan dengan gugus amino pada asam amino yang satu lagi, keduanya dapat digabungkan oleh reaksi dehidrasi, disertai pelepasan satu molekul air. Ikatan kovalen yang dihasilkan disebut ikatan peptida(peptide bond). Jika dilang berulang kali, proses ini menghasilkan polipeptida, polimer banyak asam amino yang ditautkan oleh ikatan peptida. Pada salah satu ujung rantai polipeptida terdapat gugus amino bebas, pada ujung yang satu lagi terdapat gugus karboksil bebas dengan demikian rantai tersebut memiliki ujung amino (N-terminus) dengan ujung karboksil (C-terminus). Panjang polipeptida berbeda-beda, mulai dari beberapa monomer sampai seribu atau lebih monomer.
Aktivitas spesifik protein dihasilkan dari arsitektur 3 dimensi rumit, tingkat paling sederhana berupa sekuens asam-asam amino dari protein tersebut. Protein fungsional bukan sekedar suatu rantai polipeptida, melainkan satu atau lebih polipeptida yang terpuntir, telipat, dan terkumpar menjadi molekul yang berbentuk unik. Selain itu sekuens asam amino masing-masing polipeptidalah yang menentukan struktur berdimensi tiga yang dimiliki protein tersebut.
Ketika sel menyintesis suatu polipeptida, rantai tersebut umumnya melipat secara sepontan, mengambil bentuk fungsional protein tersebut. Pelipatan ini didorong dan diperkuat oleh pembentukan berbagai macam ikatan diantara bagian-bagian rantai tersebut, bergantung pada sekuens asam amino. Banyak protein berbentuk seperti bola (protein globular) sedangkan yang lain seperti serat panjang (protein fibrosa). Dalam kedua kategori yang luas ini terdapat variasi yang tak terhitung banyaknya.
Struktur spesifik protein menentukan bagaimana kerjanya. Pada hampir setiap kasus, fungsi protein bergantung pada kemampuannya mengenali dan berikatan dengan molekul lain. Contohnya dalam kombinasi bentuk dan fungsi suatu antibodi yang berikatan dengan protein dari virus flu, menunjukkan kesusaian bentuk yang sempurna antara antibodi (sejenis antibodi dalam tubuh) dengan zat asing tertentu pada virus flu yang diikat oleh antibodi tersebut, dan ditandainya untuk dihancurkan.
Berikut adalah gambaran umum fungsi protein.
Tipe Protein Fungsi Contoh
1. Protein Enzimatik
2. Protein Struktural
3. Protein Simpanan
4. Protein Transport
Percepatan selektif pada reaksi kimia.
Penyokongan
Simpanan Asam Amino
Transport zat-zat lain
Enzim-enzim pencernaan yang mengkatalisis hidrolisis primer pada makanan.
Serangga menggunakan serat sutra untuk membuat kepompong sedangkan laba-laba menggunakannya untuk membuat jaring. Kolagen dan Elsatin memberikan rangka berserat dalam jaringan ikat hewan. Keratin adalah protein pada rambut tanduk bulu dan embelan kulit lainnya.
Ovalbumin adalah protein putih telur sebagai sumber asam amino bagi embrio yang sedang berkembang. Kasein, protein susu adalah sumber utama asam amino untuk bayi mamalia. Tumbuhan memiliki simanan protein dalam bijinya.
Hemoglobin, protein pengandung besi dalam darah vertebrata,
5. Protein Hormonal 6. Protein Reseptor 7. Protein Kontraktil dan Motorik 8. Protein Pertahanan Koordinasi aktivitas organisme
Respon sel terhadap rangsangan kimia.
Pergerakan
Perlindungan dari penyakit
mentransfer oksigen dari paru-paru kebagian-bagian lain tubuh. Protein lain mentransport molekul melintasi membran sel.
Insulin, hormon yang disekresikan oleh pankreas, membantu meregulasi konsentari gula dalam darh vertebrata.
Reseptor yang tertahan dalam membran sel saraf mendeteksi sinyal kimiawi yang dilepas sel-sel saraf lain.
Aktin dan Miosin menyebaban kontarksi otot. Protein lain berperan dalam undulasi organel yang disebut sillia dan flagella.
Antibodi memerangi bakteri dan virus.
Empat Tingkat Struktur Protein
a) Struktur Primer(primary structure)
Satu protein adalah sekuens unik asam-asam aminonya. Contohnya adalah transtiretin, sejeni protein globular dalam darah, yang mentransport vitamin A dan salah satu hormon tiriod ke seluruh tubuh. Masing-masing dari keempat rantai polipeptida identik yang menyusun transtiretin terdiri dari 127 asam amino. Masing-masing dari ke 127 posisi sepanjang rantai ditempati oleh satu asam amino spesifik dari 20 macam yang ada yang diindikasikan oleh singkatan 3 huruf. Struktur primer
suatu protein ditentukan bukan oleh pertautan asam-asam amino secara acak, melainkan oleh informasi genetik yang diwariskan.
(gambar, Struktur Primer)
b) Struktur Sekunder (secondary structure)
Yaitu segmen-segmen yang dimiliki protein dalam rantai polipeptidanya yang terkumpar atau terlipat secara berulang dalam pola-pola yang berkontribusi bagi bentuk keseluruhan protein tersebut yang merupakan akibat dari ikatan hidrogen diantara bagian-bagian berulang pada tulang punggung polipeptida (bukan rantai samping asam amino). Atom oksigen dan nitrogen pada tulang punggung bersifat elektronegatif dengan muatun negatif parsial, atom hidrogen positif lemah yang melekat ke atom hidrogen memiliki afinitas terhadap atom oksigen pada ikatan peptida didekatnya. Jika sendirian ikatan hidrogen bersifat lemah, namun karena berulang kali diwilayah yang relatif panjang pada rantai polipeptida ikatan hidrogen dapat menyokong bentuk tertentu untuk bagian protein itu.
c) Struktur tersier (tertiary structure)
Struktur terseier tertumpuk diatas pola struktur sekunder. Struktur sekunder melibatkan interaksi antara komponen tulang punggung, sedangkan struktur tersier merupakan bentuk keseluruhan polipeptida sebaga hasil interaksi antara rantai-rantai samping atau gugus R yang berupa berbagai macam asam amino. Ketika polipeptida melipat menjadi bentuk fungsionalnya asam-asam amino dengan rantai samping hidrofobik (nonpolar) biasanya menjadi terkelompok-kelompok diinti protein tidak bersentuhan dengan air. Interaksi hidrofobik sebenarnya disebabkan oleh kerja
molekul air yang menjauhkan zat-zat nonpolar ketika molekul-molekul air membentuk ikatan hidrogen satu sama lain dan dengan bagian hidrofilik protein.
Bentuk protein dapat diperkuat lebih lanjut oleh ikatan kovalen yang disebut jembatan disulfida (disulfide bond). Jembatan disulfida terbentuk ditempat dua monomer sistein. Yaitu asam amino bergugus sulfhidril(-SH) pada rantai sampingnya, dirapatkan oleh pelipatan protein. Sulfur pada salah satu sistein berikatan pada sistein kedua dan jembatan disulfida (–S–S–) menyambungkan bagian-bagian protein tersebut. Semua jenis ikatan yang berbeda ini bisa terbentuk dalam satu protein seperti yang ditunjukan pada bagian kecil protein hipotesis.
d) Struktur Kuaterner(quarternary structure)
Merupakan struktur keseluruhan protein sebagai hasil dari agregasi subunit-subunit polipeptida ini. Misalnya protein transtretin globular lengkap tersusun atas empat polipeptida. Contoh lain adalah kolagen. Kolagen yang merupakan protein fibrosa memiliki subunit-subuit berbentuk helix yang teranyam menjadi helix triple yang lebih besar menjadikan serat-serat yang panjang tersebut sangat kuat. Contoh lain adalah hemoglobin, protein pengikat oksigen dalam sel darah merah merupakan protin globular dengan struktur kuartenert yang terdiri dari empat subunit polipeptida, dua dari jenis rantai alfa(α) sedangkan dua lagi dari jenis rantai beta(β). Sub unit alfa maupun beta terutama terdiri dari struktur sekunder helix α. Setiap subunit memiliki komponen nonpolipeptida yang disebut hem(heme) dengan satu atom besi yang mengikat oksigen.
Perubahan sekecil apapun pada struktur primer dapat mempengaruhi bentuk protein dan kemampuannya untuk menjalankan fungsinya. Sebagai contoh penyakit sel sabit (sickle cell disease). Merupakan gangguan darah turunan yang disebabkan oleh penggantian satu asam amino normal (asam glutamat) dengan asam amino lain(valin) pada posisi tertentu dalam struktur primer hemoglobin. Sel darah merah normal berbentuk cakram namun dalam penyakit sel sabit molekul hemoglobin yang abnormal cenderung mengkristal merusak bentuk sebagian sel menjadi seperti sabit.
Struktur Protein juga bergantung pada kondisi fisik dan kondisi kimia di lingkungan protein. Jika pH, Konsentrasi garam, suhu, atau aspek lingkungan lainnya diubah , protein mungkin terurai dan kehilangan bentuk alamiahnya. Perubahan ini disebut denaturasi (denaturation).
BAB III Penutup
1. Kesimpulan
Kesimpulan dari makalah ini adalah;
a. Protein merupakan urutan linier dari residu asam-asam amino yang terhubung melalui ikatan peptida.
b. Protein merupakan polimer yang tersusun dari suatu zat yang sama, yang terdiri dari 20 asam amino.
c. Struktur protein : c.1. Protein Primer c.2 Protein Sekunder c.3 Protein Tersier c.4 Protein Kuarter
d. Fungsi dari protein adalah sebagai percepatan selektif pada reaksi kimia, penyokongan, simpanan Asam Amino, transport zat-zat lain, koordinasi aktivitas organisme, respon sel terhadap rangsangan kimia, pergerakan, perlindungan dari penyakit
2. Daftar Pustaka
Campbell, 2008. Biologi Edisi kedelapan Jilid 1, Jakarta : Erlangga
Ngili, Yohanes, 2009. Biokima stuktur dan fungsi biomolekul, Jakarta : Graha Ilmu Solomon dkk, 2008. Biology 8th Edition, Belmont : Thomson Brooks
